TW202046720A - 視訊寫碼中之色度內預測 - Google Patents

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Abstract

一視訊寫碼器基於具有一YUV 4:2:2色度取樣格式之一圖像的一明度區塊之一大小選擇廣角內預測方向之一集合。另外，該視訊寫碼器判定用於該明度區塊之一內預測方向。用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中。該視訊寫碼器亦判定用於一色度區塊之一內預測方向。該明度區塊與該色度區塊共置於該圖像中。該色度區塊相較於該明度區塊具有一不同寬度/高度比。用於該色度區塊之該內預測方向被保證具有用於該明度區塊之該內預測方向。該視訊寫碼器分別使用用於該等明度及色度區塊之該等內預測方向以產生用於該等明度及色度區塊之預測區塊。

Description

視訊寫碼中之色度內預測
本發明係關於視訊編碼及視訊解碼。
數位視訊能力可併入至廣泛範圍之器件中，該等器件包括數位電視、數位直播系統、無線廣播系統、個人數位助理(PDA)、膝上型或桌上型電腦、平板電腦、電子書閱讀器、數位攝影機、數位記錄器件、數位媒體播放器、視訊遊戲器件、視訊遊戲主控台、蜂巢式或衛星無線電電話(所謂的「智慧型電話」)、視訊電傳會議器件、視訊串流器件及其類似者。數位視訊器件實施視訊寫碼技術，諸如由MPEG-2、MPEG-4、ITU-T H.263、ITU-T H.264/MPEG-4第10部分進階視訊寫碼(AVC)、ITU-T H.265/高效視訊寫碼(HEVC)定義之標準，及此等標準的擴展中所描述之技術。視訊器件可藉由實施此類視訊寫碼技術來更有效地傳輸、接收、編碼、解碼及/或儲存數位視訊資訊。
視訊寫碼技術包括空間(圖像內)預測及/或時間(圖像間)預測以減少或移除為視訊序列所固有之冗餘。對於基於區塊之視訊寫碼，視訊圖塊(例如，視訊圖像或視訊圖像的一部分)可分割成視訊區塊，視訊區塊亦可被稱作寫碼樹單元(CTU)、寫碼單元(CU)及/或寫碼節點。使用相對於同一圖像中之相鄰區塊中之參考樣本的空間預測來編碼圖像之經內寫碼(I)之圖塊中的視訊區塊。圖像之框間寫碼(P或B)圖塊中之視訊區塊可使用相對於同一圖像中之相鄰區塊中的參考樣本的空間預測或相對於其他參考圖像中之參考樣本的時間預測。圖像可稱為圖框，且參考圖像可稱為參考圖框。
大體而言，本發明描述用於視訊編解碼器中之色度取樣格式之色度內預測模式的技術。更特定言之，本發明包括其中視訊編碼器及視訊解碼器基於具有YUV 4:2:2色度取樣格式之圖像的明度區塊之大小判定廣角內預測方向之集合的實例。視訊編碼器及視訊解碼器判定用於與明度區塊共置的色度區塊之內預測方向，使得用於色度區塊之內預測方向被保證具有用於明度區塊之內預測方向，即使色度區塊相較於明度區塊在像素數目方面具有不同寬度/高度比。
在一個實例中，本發明描述一種寫碼視訊資料的方法，該方法包含：基於具有一YUV 4:2:2色度取樣格式之一圖像的一明度區塊之一大小選擇廣角內預測方向之一集合；判定用於該明度區塊之一內預測方向，其中用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中；判定用於一色度區塊之一內預測方向，其中：該明度區塊與該色度區塊共置於該圖像中，該色度區塊相較於該明度區塊具有一不同寬度/高度比，且用於該色度區塊之該內預測方向被保證具有用於該明度區塊之該內預測方向；使用用於該明度區塊之該內預測方向以產生用於該明度區塊的一預測區塊；使用用於該色度區塊之該內預測方向以產生用於該色度區塊的一預測區塊；基於用於該明度區塊之該預測區塊寫碼該明度區塊；及基於用於該色度區塊之該預測區塊寫碼該色度區塊。
在另一實例中，本發明描述一種用於寫碼視訊資料之器件，該器件包含：一記憶體，其儲存該視訊資料；及一或多個處理器，其實施於電路中，其中該一或多個處理器經組態以：基於具有一YUV 4:2:2色度取樣格式之一圖像的一明度區塊之一大小選擇廣角內預測方向之一集合；判定用於該明度區塊之一內預測方向，其中用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中；判定用於一色度區塊之一內預測方向，其中：該明度區塊與該色度區塊共置於該圖像中，該色度區塊相較於該明度區塊具有一不同寬度/高度比，且用於該色度區塊之該內預測方向被保證具有用於該明度區塊之該內預測方向；使用用於該明度區塊之該內預測方向以產生用於該明度區塊的一預測區塊；使用用於該色度區塊之該內預測方向以產生用於該色度區塊的一預測區塊；基於用於該明度區塊之該預測區塊寫碼該明度區塊；及基於用於該色度區塊之該預測區塊寫碼該色度區塊。
在另一實例中，本發明描述一種用於寫碼視訊資料之器件，該器件包含：用於基於具有一YUV 4:2:2色度取樣格式之一圖像的一明度區塊之一大小選擇廣角內預測方向之一集合的構件；用於判定用於該明度區塊之一內預測方向的構件，其中用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中；用於判定用於一色度區塊之一內預測方向的構件，其中：該明度區塊與該色度區塊共置於該圖像中，該色度區塊相較於該明度區塊具有一不同寬度/高度比，且用於該色度區塊之該內預測方向被保證具有用於該明度區塊之該內預測方向；用於使用用於該明度區塊之該內預測方向以產生用於該明度區塊的一預測區塊的構件；用於使用用於該色度區塊之該內預測方向以產生用於該色度區塊的一預測區塊的構件；用於基於用於該明度區塊之該預測區塊寫碼該明度區塊的構件；及用於基於用於該色度區塊之該預測區塊寫碼該色度區塊的構件。
在另一實例中，本發明描述一種電腦可讀儲存媒體，其上儲存有指令，該等指令在經執行時使一或多個處理器進行以下操作：基於具有一YUV 4:2:2色度取樣格式之一圖像的一明度區塊之一大小選擇廣角內預測方向之一集合；判定用於該明度區塊之一內預測方向，其中用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中；判定用於一色度區塊之一內預測方向，其中：該明度區塊與該色度區塊共置於該圖像中，該色度區塊相較於該明度區塊具有一不同寬度/高度比，且用於該色度區塊之該內預測方向被保證具有用於該明度區塊之該內預測方向；使用用於該明度區塊之該內預測方向以產生用於該明度區塊的一預測區塊；使用用於該色度區塊之該內預測方向以產生用於該色度區塊的一預測區塊；基於用於該明度區塊之該預測區塊寫碼該明度區塊；及基於用於該色度區塊之該預測區塊寫碼該色度區塊。
在以下隨附圖式及描述中闡述一或多個實例之細節。其他特徵、目標及優勢自實施方式、圖式及申請專利範圍將為顯而易見的。
本申請案主張2019年3月29日申請之美國臨時專利申請案第62/826,820號之權益，該案之全部內容以引用之方式併入。
內預測為基於同一圖像中之相鄰區塊預測視訊資料區塊的技術。可使用多種內預測模式實施內預測。內預測模式可包括方向內預測模式。方向內預測模式中之每一者對應於不同角度。當使用方向內預測模式預測區塊時，視訊寫碼器(例如視訊編碼器或視訊解碼器)可對於每一各別區塊樣本判定在區塊上方的樣本列或在當前區塊左側的樣本行中之參考樣本之集合中的各別參考位置。
區塊之樣本的參考位置處於以對應於方向內預測模式之角度(亦即，內預測方向)傳遞通過區塊之樣本的一線上。視訊寫碼器接著可基於參考樣本判定對應於樣本之參考位置的樣本值。視訊寫碼器可將對應於樣本之參考位置的樣本值指派為樣本之預測值。藉由對區塊之每一樣本進行此操作，視訊寫碼器可判定每一區塊樣本之預測值且藉此產生一預測區塊。
廣角內預測為可與非方形區塊一起使用的技術。廣角內預測使用對應於超出自垂直起順時針45°或超出自垂直起順時針-135°(亦即，自垂直起逆時針135°)之角度的額外方向內預測模式。為易於解釋，在本發明中使用的角之度數(亦即，內預測方向)可假定為依據自垂直起順時針的度數。在非方形區塊中可用的額外方向內預測模式允許方向內預測模式對應於按逆時針方式自區塊之左下方向及區塊之右上方向之範圍的方向。區塊之左下方向係自區塊之右上角至區塊之左下角。區塊之右上方向係自區塊之左下角至區塊之右上角。
因此，若區塊之高度大於區塊之寬度，則非廣角內預測模式之集合可對應於超出區塊之右上方向的內預測方向。因此，視訊寫碼器將對應於超出區塊之右上方向之方向的內預測模式之索引重新配置至對應於範圍介於自垂直起順時針-135°的方向至區塊之左下方向之方向的廣角內預測模式。舉例而言，假定內預測模式66對應於自垂直起順時針45°之方向。在此實例中，當區塊之高度大於區塊之寬度時，自垂直起順時針45°的方向超出區塊之右上方向。因此，視訊寫碼器可重新配置內預測模式66，使得內預測模式66實際上對應於在順時針-135°與區塊之左下方向之間的方向。
同樣，若區塊之寬度大於區塊之高度，則非廣角內預測模式之集合可對應於超出區塊之右下方向的方向。因此，視訊寫碼器將對應於超出區塊之左下方向之方向的非廣角內預測模式重新配置至範圍介於自垂直起順時針45°的方向至區塊之右上方向的廣角內預測模式。
在許多視訊寫碼標準中，圖像包括明度樣本之一集合及色度樣本之兩個集合。視訊寫碼器可獨立地對於圖像之明度及色度樣本執行內預測。因此，視訊寫碼器可產生用於圖像之同一部分的一明度預測區塊及兩個色度預測區塊。因為明度區塊及兩個對應色度區塊可覆蓋圖像之共置部分，因此明度區塊及兩個對應色度區塊可被稱作共置區塊。
直接模式(DM)為用於增強色度區塊之內預測時之寫碼效率的工具。當視訊寫碼器使用DM模式來寫碼色度區塊時，視訊寫碼器假定色度區塊使用具有與同色度區塊共置之明度區塊相同的內預測索引的內預測模式。內預測索引為識別內預測模式之數目。DM之使用可增加寫碼效率，此係因為視訊編碼器不需要發信指定色度區塊之內預測模式的語法元素。實情為，視訊編碼器可僅需要發信足夠語法元素以供視訊解碼器判定共置明度區塊之內預測模式。
與色度值之差異相比，人眼通常對明度值之差異更敏感。因此，在一些情形下，相對於同一區塊之明度值，可子取樣區塊之色度值。舉例而言，當使用4:2:2色度取樣格式編碼圖像時，僅僅針對樣本列中之每隔一個明度樣本編碼色度樣本。因此，在4:2:2色度取樣格式中，色度樣本之區塊具有明度樣本之對應區塊之寬度的½。因此，當明度區塊為正方形時，當使用4:2:2色度取樣格式編碼圖像時共置色度區塊為非正方形。當明度區塊為非正方形時，共置色度區塊可為正方形或非正方形。
特定技術問題可在使用4:2:2色度取樣格式編碼圖像且DM模式用於內預測時出現。舉例而言，如上述實例中所描述，內預測模式66可對應於在正方形區塊中自垂直起順時針45°的方向但當區塊之高度大於區塊之寬度時對應於超出-135°的方向。此幾乎為相對方向。因此，若視訊編碼器將發信使用明度區塊之內預測模式66及使用DM模式，則將使用與明度區塊極不同的方向來內預測共置色度區塊。因此，DM模式之使用不大可能產生使用4:2:2色度取樣格式編碼的圖像中之寫碼效率。
本發明描述可解決與使用4:2:2色度取樣格式及DM模式相關聯之技術問題的技術。舉例而言，視訊寫碼器(例如視訊編碼器或視訊解碼器)可基於具有YUV 4:2:2色度取樣格式之圖像的明度區塊之大小選擇廣角內預測方向之集合。內預測方向為對應於方向內預測模式之方向。另外，視訊寫碼器可判定用於明度區塊之內預測方向。在此實例中，用於明度區塊之內預測方向係在廣角內預測方向之集合中。視訊寫碼器可判定用於在圖像中與明度區塊共置的色度區塊之內預測方向。在此實例中，色度區塊相較於明度區塊具有一不同寬度/高度比。根據本發明之一或多種技術，用於色度區塊之內預測方向被保證具有用於明度區塊之內預測方向。
因為用於色度區塊之內預測方向被保證具有用於明度區塊之內預測方向，因此用於色度區塊之內預測方向與用於明度區塊之內預測方向一致。因此，用於明度區塊之內預測方向的相同索引指示用於色度區塊之極不同內預測方向的情形得以避免且當使用YUV 4:2:2色度取樣格式且明度及色度區塊具有不同寬度/高度比時可維持DM模式之使用。因此，可避免用於色度區塊之單獨內預測模式的發信，此可改良寫碼效率。
圖1為說明可執行本發明之技術之實例視訊編碼及解碼系統100的方塊圖。本發明之技術大體上係針對寫碼(編碼及/或解碼)視訊資料。大體而言，視訊資料包括用於處理視訊之任何資料。因此，視訊資料可包括原始未經編碼的視訊、經編碼視訊、經解碼(例如經重建構)視訊及視訊後設資料，諸如發信資料。
如圖1中所展示，在此實例中，系統100包括源器件102，其提供待由目的地器件116解碼及顯示之經編碼視訊資料。詳言之，源器件102經由電腦可讀媒體110將視訊資料提供至目的地器件116。源器件102及目的地器件116可包含廣泛範圍之器件中之任一者，包括桌上型電腦、筆記型(例如，膝上型)電腦、平板電腦、機頂盒、行動器件(例如諸如智慧型電話之電話手持機)、電視、攝影機、廣播接收器器件、顯示器件、數位媒體播放器、視訊遊戲控制台、視訊串流器件或其類似者。在一些情況下，源器件102及目的地器件116可經裝備用於無線通信，且由此可稱為無線通信器件。
在圖1之實例中，源器件102包括視訊源104、記憶體106、視訊編碼器200及輸出介面108。目的地器件116包括輸入介面122、視訊解碼器300、記憶體120及顯示器件118。根據本發明，源器件102之視訊編碼器200及目的地器件116之視訊解碼器300可經組態以在視訊編解碼器中應用用於色度取樣格式之色度內預測模式的技術。由此，源器件102表示視訊編碼器件之實例，而目的地器件116表示視訊解碼器件之實例。在其他實例中，源器件及目的地器件可包括其他組件或配置。舉例而言，源器件102可自外部視訊源(諸如，外部攝影機)接收視訊資料。同樣地，目的地器件116可與外部顯示器件介接，而非包括整合顯示器件。
如圖1中所示，系統100僅為一個實例。大體而言，任何數位視訊編碼及/或解碼器件可在視訊編解碼器中執行用於特定色度取樣格式之色度區塊之本發明內預測之技術。源器件102及目的地器件116僅為源器件102產生經編碼視訊資料以供傳輸至目的地器件116的此類寫碼器件之實例。本發明將「寫碼」器件稱為對資料執行寫碼(編碼及/或解碼)之器件。因此，視訊編碼器200及視訊解碼器300表示寫碼器件之實例，詳言之分別表示視訊編碼器及視訊解碼器之實例。在一些實例中，源器件102及目的地器件116可以實質上對稱方式操作，使得源器件102及目的地器件116中之每一者包括視訊編碼及解碼組件。因此，系統100可支援源器件102與目的地器件116之間的單向或雙向視訊傳輸，例如用於視訊串流、視訊播放、視訊廣播或視訊電話。
大體而言，視訊源104表示視訊資料源(亦即，原始未經編碼的視訊資料)且將視訊資料之依序圖像(亦稱為「圖框」)提供至視訊編碼器200，該視訊編碼器編碼圖像之資料。源器件102之視訊源104可包括視訊俘獲器件，諸如視訊攝影機、含有先前俘獲之原始視訊的視訊存檔及/或用於自視訊內容提供者接收視訊的視訊饋入介面。作為另一替代，視訊源104可產生基於電腦圖形之資料作為源視訊，或實況視訊、存檔視訊及電腦產生之視訊的組合。在每一情況下，視訊編碼器200對所俘獲、所預先俘獲或電腦產生之視訊資料進行編碼。視訊編碼器200可將圖像自接收次序(有時稱為「顯示次序」)重新配置成寫碼次序以供編碼。視訊編碼器200可產生包括經編碼視訊資料之位元串流。源器件102接著可經由輸出介面108輸出經編碼視訊資料至電腦可讀媒體110上以由例如目的地器件116之輸入介面122接收及/或擷取。
源器件102之記憶體106及目的地器件116之記憶體120表示通用記憶體。在一些實例中，記憶體106、120可儲存原始視訊資料，例如自視訊源104之原始視訊及自視訊解碼器300之原始經解碼視訊資料。另外或替代地，記憶體106、120可儲存分別可由例如視訊編碼器200及視訊解碼器300執行之軟體指令。儘管在此實例中記憶體106及記憶體120展示為與視訊編碼器200及視訊解碼器300分開，但應理解，視訊編碼器200及視訊解碼器300亦可包括功能上類似或等效目的之內部記憶體。此外，記憶體106、120可儲存經編碼視訊資料，例如自視訊編碼器200輸出及輸入至視訊解碼器300的經編碼視訊資料。在一些實例中，可分配記憶體106、120之部分作為一或多個視訊緩衝器例如以儲存原始經解碼及/或經編碼視訊資料。
電腦可讀媒體110可表示能夠將經編碼視訊資料自源器件102輸送至目的地器件116的任何類型的媒體或器件。在一個實例中，電腦可讀媒體110表示用以使源器件102能即時例如經由射頻網路或基於電腦之網路直接傳輸經編碼視訊資料至目的地器件116的通信媒體。輸出介面108可調變包括經編碼視訊資料之傳輸信號，且輸入介面122可根據通信標準(諸如無線通信協定)將所接收傳輸信號解調。通信媒體可包含任何無線或有線通信媒體，諸如射頻(RF)頻譜或一或多個實體傳輸線。通信媒體可形成基於封包之網路(諸如，區域網路、廣域網路或諸如網際網路之全球網路)之部分。通信媒體可包括路由器、交換器、基地台或可用於促進自源器件102至目的地器件116的通信之任何其他裝備。
在一些實例中，電腦可讀媒體110可包括儲存器件112。源器件102可將經編碼資料自輸出介面108輸出至儲存器件112。類似地，目的地器件116可經由輸入介面122自儲存器件112存取經編碼資料。儲存器件112可包括多種分佈式或本端存取之資料儲存媒體中之任一者，諸如硬碟機、藍光光碟、DVD、CD-ROM、快閃記憶體、揮發性或非揮發性記憶體或用於儲存經編碼視訊資料之任何其他合適之數位儲存媒體。
在一些實例中，電腦可讀媒體110可包括檔案伺服器114或可儲存由源器件102產生之經編碼視訊資料之另一中間儲存器件。源器件102可將經編碼視訊資料輸出至檔案伺服器114或另一中間儲存器件，其可儲存由源器件102產生之經編碼視訊。目的地器件116可經由串流傳輸或下載而自檔案伺服器114存取所儲存之視訊資料。檔案伺服器114可為能夠儲存經編碼視訊資料且將彼經編碼視訊資料傳輸至目的地器件116的任何類型之伺服器器件。檔案伺服器114可表示網頁伺服器(例如用於網站)、檔案傳送協定(FTP)伺服器、內容遞送網路器件或網路附加儲存(NAS)器件。目的地器件116可經由包括網際網路連接之任何標準資料連接自檔案伺服器114存取經編碼視訊資料。此可包括無線通道(例如，Wi-Fi連接)、有線連接(例如，數位用戶線(DSL)、纜線數據機等)，或適合於存取儲存於檔案伺服器114上之經編碼視訊資料的兩者之組合。檔案伺服器114及輸入介面122可經組態以根據串流傳輸協定、下載傳輸協定或其組合來操作。
輸出介面108及輸入介面122可表示無線傳輸器/接收器、數據機、有線網路連接組件(例如，乙太網卡)、根據多種IEEE 802.11標準中之任一者來操作的無線通信組件或其他實體組件。在輸出介面108及輸入介面122包含無線組件之實例中，輸出介面108及輸入介面122可經組態以根據蜂巢式通信標準(諸如4G、4G-LTE(長期演進)、LTE進階、5G或其類似者)來傳送資料，諸如經編碼視訊資料。在輸出介面108包含無線傳輸器的一些實例中，輸出介面108及輸入介面122可經組態以根據諸如IEEE 802.11說明書、IEEE 802.15說明書(例如，ZigBee™)、Bluetooth™標準或其類似者的其他無線標準傳送資料(諸如經編碼視訊資料)。在一些實例中，源器件102及/或目的地器件116可包括各別晶片上系統(SoC)器件。舉例而言，源器件102可包括SoC器件以執行歸於視訊編碼器200及/或輸出介面108之功能性，且目的地器件116可包括SoC器件以執行歸於視訊解碼器300及/或輸入介面122之功能性。
本發明之技術可應用於支援多種多媒體應用中之任一者的視訊寫碼，諸如，空中電視廣播、有線電視傳輸、衛星電視傳輸、網際網路串流視訊傳輸(諸如，經由HTTP之動態自適應串流(DASH))、經編碼至資料儲存媒體上之數位視訊、儲存於資料儲存媒體上的數位視訊之解碼或其他應用。
目的地器件116之輸入介面122自電腦可讀媒體110 (例如通信媒體、儲存器件112、檔案伺服器114或其類似者)接收經編碼視訊位元串流。經編碼視訊位元串流可包括由視訊編碼器200界定的發信資訊(其亦由視訊解碼器300使用)，諸如具有描述視訊區塊或其他經寫碼單元(例如圖塊、圖像、圖像之群組、序列或其類似者)的特性及/或處理之值的語法元素。顯示器件118向使用者顯示經解碼視訊資料之經解碼圖像。顯示器件118可表示各種顯示器件中之任一者，諸如陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、電漿顯示器、有機發光二極體(OLED)顯示器或另一類型之顯示器件。
儘管圖1中未展示，但在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可各自與音訊編碼器及/或音訊解碼器整合，且可包括適當的MUX-DEMUX單元或其他硬體及/或軟體，以處置在共同資料串流中包括音訊及視訊兩者之多工串流。若適用，則MUX-DEMUX單元可遵照ITU H.223多工器協定或諸如使用者資料報協定(UDP)之其他協定。
視訊編碼器200及視訊解碼器300各自可被實施為多種合適編碼器及/或解碼器電路中的任一者，諸如一或多個微處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)、離散邏輯、軟體、硬體、韌體或其任何組合。當該等技術以軟體部分地實施時，器件可將用於軟體之指令儲存於合適之非暫時性電腦可讀媒體中，且在硬體中使用一或多個處理器執行指令以執行本發明之技術。視訊編碼器200及視訊解碼器300中之每一者可包括於一或多個編碼器或解碼器中，編碼器或解碼器中之任一者可整合為各別器件中之組合式編碼器/解碼器(編解碼器)的部分。包括視訊編碼器200及/或視訊解碼器300之器件可包含積體電路、微處理器及/或無線通信器件(諸如蜂巢式電話)。
視訊編碼器200及視訊解碼器300可根據視訊寫碼標準操作，諸如ITU-T H.265，亦稱作高效視訊寫碼(HEVC)或其擴展，諸如多視圖及/或可調式視訊寫碼擴展。替代地，視訊編碼器200及視訊解碼器300可根據其他專屬或行業標準，諸如ITU-T H.266 (亦稱作通用視訊寫碼(VVC))來操作。在ITU-T SG 16 WP 3及ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11之聯合視訊專家組(JVET)：2019年1月9日至18日，第13次會議：Marrakech, MA，JVET-M1001-v5，布洛斯等人之「Versatile Video Coding (Draft 4)」(下文中「VVC草案4)中描述VVC標準之草案。然而，本發明之技術不限於任何特定寫碼標準。
大體而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可執行圖像之基於區塊的寫碼。術語「區塊」大體上係指包括待處理(例如編碼、解碼或以其他方式在編碼及/或解碼程序中使用)之資料的結構。舉例而言，區塊可包括明度及/或色度資料之樣本之二維矩陣。大體而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可寫碼以YUV (例如Y、Cb、Cr)格式表示之視訊資料。亦即，視訊編碼器200及視訊解碼器300可寫碼明度及色度分量，而非寫碼圖像之樣本的紅色、綠色及藍色(RGB)資料，其中色度分量可包括紅色調及藍色調色度分量兩者。在一些實例中，視訊編碼器200在編碼之前將所接收的RGB格式化資料轉換為YUV表示，且視訊解碼器300將YUV表示轉換為RGB格式。替代地，預處理單元及後處理單元(未圖示)可執行此等轉換。
本發明大體上可指對圖像進行寫碼(例如編碼及解碼)以包括編碼或解碼圖像之資料的程序。類似地，本發明可指對圖像之區塊進行寫碼以包括編碼或解碼區塊之資料的程序，例如，預測及/或殘餘寫碼。經編碼視訊位元串流通常包括表示寫碼決策(例如寫碼模式)及將圖像分割成區塊的語法元素的一系列值。因此，對寫碼圖像或區塊之提及大體應理解為對用於形成該圖像或區塊之語法元素的值進行寫碼。
HEVC定義各種區塊，包括寫碼單元(CU)、預測單元(PU)，及變換單元(TU)。根據HEVC，視訊寫碼器(諸如視訊編碼器200)根據四分樹結構將寫碼樹單元(CTU)分割成CU。亦即，視訊寫碼器將CTU及CU分割成四個相同的非重疊正方形，且四分樹之每一節點具有零個或四個子節點。不具有子節點之節點可被稱作「葉節點」，且此類葉節點之CU可包括一或多個PU及/或一或多個TU。視訊寫碼器可進一步分割PU及TU。舉例而言，在HEVC中，殘餘四分樹(RQT)表示TU之分割。在HEVC中，PU表示框間預測資料，而TU表示殘餘資料。經內預測之CU包括內預測資訊，諸如內模式指示。在本發明或CTU中之論述亦可應用於以類似於CTU之角色起作用的超級區塊或其他類型之區塊。
作為另一實例，視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以根據VVC操作。根據VVC，視訊寫碼器(諸如視訊編碼器200)將圖像分割成複數個CTU。視訊編碼器200可根據樹結構分割CTU，諸如四分樹二進位樹(QTBT)結構或多類型樹型(MTT)結構。QTBT結構移除多個分割類型之概念，諸如HEVC之CU、PU及TU之間的間隔。QTBT結構包括兩個層級：根據四分樹分割進行分割之第一層級，及根據二進位樹分割進行分割之第二層級。QTBT結構之根節點對應於CTU。二進位樹之葉節點對應於CU。
在MTT分割結構中，區塊可使用四分樹(QT)分割、二進位樹(BT)分割及一或多種類型之三重樹(TT)分割來分割。三重樹分割為區塊分裂成三個子區塊的分割。在一些實例中，三重樹分割在不經由中心分隔原始區塊情況下將區塊分成三個子區塊。MTT中之分割類型(例如QT、BT及TT)可為對稱或不對稱的。
在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用單一QTBT或MTT結構以表示明度及色度分量中之每一者，而在其他實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用兩個或多於兩個QTBT或MTT結構，諸如用於明度分量之一個QTBT/MTT結構及用於兩個色度分量之另一QTBT/MTT結構(或用於各別色度分量之兩個QTBT/MTT結構)。
視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以使用根據HEVC之四分樹分割、QTBT分割、MTT分割或其他分割結構。出於解釋之目的，關於QTBT分割呈現本發明之技術的描述。然而，應理解，本發明之技術亦可應用於經組態以使用四分樹分割亦或其他類型之分割的視訊寫碼器。
本發明可能可互換地使用「N×N」及「N乘N」以指區塊(諸如CU或其他視訊區塊)在垂直及水平尺寸方面之樣本尺寸，例如16×16樣本或16乘16樣本。大體而言，16×16 CU在垂直方向上具有16個樣本(y=16)且在水平方向上具有16個樣本(x=16)。同樣地，N×N CU大體在垂直方向上具有N個樣本且在水平方向上具有N個樣本，其中N表示非負整數值。CU中之樣本可按列及行配置。此外，CU不一定在水平方向上及垂直方向上具有相同數目個樣本。舉例而言，CU可包含N×M個樣本，其中M未必等於N。
視訊編碼器200對CU之表示預測及/或殘餘資訊及其他資訊的視訊資料進行編碼。預測資訊指示將如何預測CU以便形成CU之預測區塊。殘餘資訊大體表示編碼前CU與預測區塊之樣本之間的逐樣本差。
為了預測CU，視訊編碼器200大體可經由框間預測或內預測形成CU之預測區塊。框間預測大體上係指自先前經寫碼圖像之資料預測CU，而內預測大體上係指自同一圖像之先前經寫碼資料預測CU。為了執行框間預測，視訊編碼器200可使用一或多個運動向量來產生預測區塊。視訊編碼器200大體可執行運動搜尋以識別例如在CU與參考區塊之間的差方面緊密匹配CU的參考區塊。視訊編碼器200可使用絕對差總和(SAD)、平方差總和(SSD)、平均絕對差(MAD)、均方差(MSD)或其他此類差計算來計算差度量，以判定參考區塊是否緊密匹配當前CU。在一些實例中，視訊編碼器200可使用單向預測或雙向預測來預測當前CU。
VVC之一些實例亦提供仿射運動補償模式，其可經視為框間預測模式。在仿射運動補償模式中，視訊編碼器200可判定表示非平移運動(諸如放大或縮小、旋轉、透視運動或其他不規則運動類型)之兩個或大於兩個運動向量。
為了執行內預測，視訊編碼器200可選擇內預測模式以產生預測區塊。VVC之一些實例提供六十七種內預測模式，包括各種方向模式以及平面模式及DC模式。大體而言，視訊編碼器200選擇描述與當前區塊(例如CU區塊)相鄰之樣本的內預測模式，自該等樣本預測當前區塊之樣本。假定視訊編碼器200以光柵掃描次序(左至右、上至下)寫碼CTU及CU，此類樣本大體可在與當前區塊相同之圖像中處於當前區塊之上方、左上方或左側。
視訊編碼器200編碼表示當前區塊之預測模式的資料。舉例而言，針對框間預測模式，視訊編碼器200可編碼表示使用多種可用框間預測模式中之何者以及對應模式之運動資訊的資料。舉例而言，對於單向或雙向框間預測，視訊編碼器200可使用進階運動向量預測(AMVP)或合併模式來編碼運動向量。視訊編碼器200可使用類似模式來對仿射運動補償模式之運動向量進行編碼。
在區塊之預測(諸如內預測或框間預測)之後，視訊編碼器200可計算區塊之殘餘資料。殘餘資料(諸如殘餘區塊)表示區塊與該區塊之使用對應預測模式所形成的預測區塊之間的逐樣本差。視訊編碼器200可將一或多個變換應用於殘餘區塊，以在變換域而非樣本域中產生經變換資料。舉例而言，視訊編碼器200可將離散餘弦變換(DCT)、整數變換、小波變換或概念上類似的變換應用於殘餘視訊資料。另外，視訊編碼器200可在一級變換之後應用二級變換，諸如模式依賴不可分離二級變換(MDNSST)、信號依賴變換、Karhunen-Loeve變換(KLT)或其類似者。視訊編碼器200在應用一或多個變換之後產生變換係數。
如上文所指出，在產生變換係數之任何變換之後，視訊編碼器200可執行變換係數之量化。量化大體係指將變換係數量化以可能地減少用以表示變換係數之資料之量從而提供進一步壓縮的程序。藉由執行量化程序，視訊編碼器200可減少與變換係數中之一些或所有相關聯之位元深度。舉例而言，視訊編碼器200可在量化期間將n位元值捨入至m位元值，其中n大於m。在一些實例中，為了執行量化，視訊編碼器200可執行待量化值之按位元右移位。
在量化之後，視訊編碼器200可掃描變換係數，從而自包括經量化變換係數之二維矩陣產生一維向量。掃描可經設計以將較高能量(且因此較低頻率)變換係數置於向量前部，且將較低能量(且因此較高頻率)變換係數置於向量後部。在一些實例中，視訊編碼器200可利用預定義掃描次序來掃描經量化變換係數以產生串列化向量，且隨後熵編碼向量之經量化變換係數。在其他實例中，視訊編碼器200可執行自適應掃描。在掃描經量化變換係數以形成一維向量之後，視訊編碼器200可例如根據上下文適應性二進位算術寫碼(CABAC)對一維向量進行熵編碼。視訊編碼器200亦可熵編碼描述與經編碼視訊資料相關聯之後設資料之語法元素的值，以供由視訊解碼器300用於解碼視訊資料。
為了執行CABAC，視訊編碼器200可將上下文模型內之上下文指派給待傳輸之符號。上下文可係關於(例如)符號之相鄰值是否為零值。機率判定可基於經指派至符號之上下文而進行。
視訊編碼器200可進一步(例如)在圖像標頭、區塊標頭、圖塊標頭或其他語法資料(諸如序列參數集(SPS)、圖像參數集(PPS)或視訊參數集(VPS))中向視訊解碼器300產生語法資料(諸如基於區塊之語法資料、基於圖像之語法資料及基於序列之語法資料)。視訊解碼器300可同樣地對此類語法資料進行解碼以判定如何對對應視訊資料進行解碼。
以此方式，視訊編碼器200可產生包括經編碼視訊資料(例如，描述將圖像分割成區塊(例如CU)的語法元素及用於區塊之預測及/或殘餘資訊)之位元串流。最終，視訊解碼器300可接收位元串流並對經編碼視訊資料進行解碼。
大體而言，視訊解碼器300執行與由視訊編碼器200執行之程序對等的程序，以解碼位元串流之經編碼視訊資料。舉例而言，視訊解碼器300可使用CABAC以與視訊編碼器200之CABAC編碼程序實質上類似但對等的方式對位元串流之語法元素的值進行解碼。語法元素可定義用於將圖像分割成CTU之分割資訊，及每一CTU根據對應分割結構(諸如QTBT結構)之分割，以定義CTU之CU。語法元素可進一步定義視訊資料之區塊(例如CU)的預測及殘餘資訊。
殘餘資訊可由例如經量化轉換係數表示。視訊解碼器300可對區塊之經量化變換係數進行反量化及反變換，以再生區塊之殘餘區塊。視訊解碼器300使用發信之預測模式(內或框間預測)及相關預測資訊(例如用於框間預測之運動資訊)以形成區塊之預測區塊。視訊解碼器300可接著(在逐樣本基礎上)使預測區塊與殘餘區塊組合以再生初始區塊。視訊解碼器300可執行額外處理，諸如執行解區塊程序以減少沿區塊邊界之視覺假影。
如上文簡單描述，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用內預測以產生預測區塊。圖2為說明實例內預測模式之概念圖。在VVC設計之一個實例中，存在67種內預測模式。如圖2中所展示，該等內預測模式中之65種係方向模式且其他兩種係平面模式及DC模式。方向模式使用範圍介於45度(亦即，朝向正方形區塊之右上角)至-135度(亦即，朝向正方形區塊之左下角)的預測方向。
在VVC中，內預測角度係由角度之正切值乘以32。舉例而言，圖3為說明內預測方向2之實例的概念圖。正切值可定義為自目標像素位置至參考位置的垂直距離除以自目標像素位置至參考位置之水平距離。目標像素位置為正被預測的像素之位置。如圖3中所展示，對於內方向2，目標像素位置與其參考位置之間的水平距離126及垂直距離128係相同的，因此正切值(亦即，2/2)*32=32。因此，內預測方向(dir)2之角度經定義為32。內預測方向可由「intraPredAngle」表示。
圖4為說明內預測方向10之實例的概念圖。如圖4中所展示，對於內預測方向10，目標像素之參考位置如圖4中所展示，且目標像素之參考樣本位置具有垂直方向1.5個像素偏移及水平方向4個像素偏移。在此情況下，預測方向之正切為3/8。因此，角度定義為12 (亦即，3/8*32=12)。在VVC中定義的每一內預測方向之角度值展示於圖5中。換言之，圖5之圖表展示如VVC中所定義的intraPredAngle。
廣角內預測方向可(例如由視訊編碼器200及視訊解碼器300)應用於非正方形區塊以改良寫碼效率。對於非正方形區塊，內預測方向中之一些被移除且一些額外內預測方向被添加，而非使用在自45°至     -135°之範圍內(例如如圖2中所展示)的所有方向內預測模式。新添加之內預測方向利用所移除內預測方向之內預測模式索引，使得可應用的方向內預測模式之總數目保持不變。
舉例而言，圖6為說明廣角內預測之實例的概念圖。如圖6之實例中所展示，內預測模式66並不在圖2中所定義的65個方向內預測模式中。但對於具有寬度(w)/高度(h)=2之區塊，如圖6中所展示，內預測模式66被添加至內預測模式清單。同時，圖6中展示的內預測模式2被移除且內預測模式66使用內預測模式2之索引用於在位元串流中編碼。換言之，為2之索引被再用以指示內預測模式66而非指示先前對應於為2之索引的內預測模式。因此，如圖6中所展示，為2之索引指示右上方的方向。
位置依賴之內預測組合(PDPC)為以加權平均方式組合內預測區塊之每一像素與幾個內參考樣本的模式。基於待組合的每一像素之位置導出組合中所涉及之樣本。
圖7為說明PDPC之實例的概念圖。在圖7之實例中，圓表示像素。藉由以交叉影線填充而與圖7中之其他像素區分的像素140為規則非PDPC內模式的預測值，且參考樣本142A、142B及142C (其藉由以灰色填充而與圖7中之其他像素區分)為頂部、左側及左上方內參考像素。交叉影線像素(亦即，像素140)之最終預測樣本值藉由像素140之規則內預測值與頂部參考樣本142A、左側參考樣本142B及左上方參考樣本142C之值的加權平均而獲得。用於加權平均計算的權重與頂部、左側及左上方樣本與目標像素(亦即，像素140)之間的距離相關。
YUV格式被廣泛用於視訊及影像處理。Y分量(亦即，明度分量)及UV分量(亦即，色度分量)可具有不同樣本速率。UV分量可為Cb及Cr色度分量、Co及Cg色度分量，或其他類型之色度分量。在YUV 4:2:2之格式中，在以下圖像中展示明度樣本及色度樣本之取樣位置。與明度相比，色度之水平解析度減半，且色度及明度之垂直解析度相同。
圖8為說明實例4:2:2色度取樣格式之概念圖。如圖8中所展示，在YUV 4:2:2之情況下，明度區塊及明度區塊之共置色度區塊具有不同寬度/高度比。在一些實例中，若明度區塊在與色度區塊相同之圖像中且包括與色度區塊之中心共置的樣本，則明度區塊可與色度區塊共置。在其他實例中，若明度區塊在與色度區塊相同之圖像中且包括與色度區塊之左上角或色度區塊內之其他位置共置的樣本，則明度區塊可與色度區塊共置。
不同色度取樣格式具有色彩分量之間的樣本頻率之不同比。垂直及水平取樣頻率比在此文件中表示為Ratiover 及Ratiohor 。舉例而言： ● 對於YUV 4:2:0格式，色度分量垂直地及水平地皆具有明度分量之取樣頻率的一半。在此情況下，Ratiover =Ratiohor =2。 ● 對於YUV 4:4:4格式，色度分量垂直地及水平地皆具有與明度分量相同之取樣頻率。在此情況下，Ratiover =Ratiohor =1。 ● 在YUV 4:2:2之情況下，色度分量水平地具有明度分量之取樣頻率的一半且垂直地具有與明度分量相同之取樣頻率。在此情況下，Ratiover =1且Ratiohor =2。
如上文所提及，對於YUV 4:2:2之色度取樣格式，明度區塊具有與明度區塊之共置色度區塊不同的寬度/高度比。在當前VVC設計中，基於寬度/高度比導出廣角內預測方向。定義範圍介於1:16及16:1的比。然而，對於具有1:16之寬度/高度比的明度區塊，共置色度區塊之寬度/高度比為1:32，但1:32之廣角內預測方向未在VVC中定義。
另外，如上文所提及，對於YUV 4:2:2之色度取樣格式，明度區塊具有與明度區塊之共置色度區塊不同的寬度/高度比。根據上文提供的廣角內預測之定義，不同寬度/高度比具有廣角內預測模式之不同集合。舉例而言，如圖9A及圖9B中所展示，對於正方形明度區塊150，其共置色度區塊152使用不同方向。圖9A展示正方形明度區塊150之內方向。圖9B展示正方形明度區塊150之共置色度區塊。在圖9B中，在色度區塊152中展示的黑色箭頭展示明度區塊150與色度區塊152之間的共同方向。在圖9B中，虛線箭頭表示未用於色度區塊152之區塊大小的方向，且彼等虛線箭頭之索引指派給經指派給區塊大小的額外方向(由深箭頭表示)。因此，圖9B展示對應於當使用「導出所源自的(derive-from)」區塊大小(亦即，色度區塊之區塊大小)時可用的內預測模式的方向。
直接模式(DM)為其中視訊編碼器200及視訊解碼器300假定待用於色度區塊之內預測模式與待用於共置明度區塊之內預測模式相同的模式。DM可在一些情形中係有利的，此係因為DM可避免對視訊編碼器200除了明確地發信用於共置明度區塊之內預測模式以外還明確地發信用於色度區塊的內預測模式之需求。舉例而言，若視訊編碼器200選擇用於明度區塊150之內預測模式66，則視訊編碼器200及視訊解碼器300使用內預測模式66作為用於色度區塊152之DM模式。但因為在圖9B之實例中色度取樣格式為YUV 4:2:2，因此內預測模式66映射至內預測模式66'。圖9B展示內預測模式66及內預測模式66'在其方向上幾乎相反且因此DM模式可能不是用於色度區塊152之內預測的良好候選者。因此，技術問題可出現，其中因為DM模式可能不在此類情形中使用且視訊編碼器200實際上可能必須明確地發信用於色度區塊之內預測模式，因此寫碼效率可能降低。
本發明描述可解決上文所描述的問題中之一或多者且藉此可潛在地增加寫碼效率的技術。為解決與自一個色彩分量至另一色彩分量的廣角DM模式映射相關聯的問題，在本發明中提議之第一解決方案係基於導出所源自的區塊大小而非導出成的(derive-to)區塊大小來判定廣角內預測方向之集合。在本發明中，「導出所源自的區塊大小」係指「導出所源自的」區塊之高度及寬度。「導出所源自的」區塊可為CU、PU之明度區塊，或其他類型之區塊。
舉例而言，根據本發明之技術，對於YUV 4:2:2色度取樣格式，儘管色度區塊具有與其共置明度區塊大小相比不同的寬度/高度比，但基於用於色度區塊之明度區塊大小而選擇內預測方向。換言之，可供在色度區塊中使用的內預測模式對應於與在具有共置明度區塊之大小(亦即，「導出所源自的」區塊大小)的區塊中可用的內預測模式相同之方向。因此，在此實例中，保證色度區塊之DM模式總是具有與共置明度區塊相同的預測方向。換言之，用於色度區塊之內預測方向被保證具有用於明度區塊之內預測方向。
圖10展示基於當前VVC廣角內預測設計的正方形明度區塊及共置色度區塊之內預測方向。在圖10之實例中，明度區塊經展示為在左側且色度區塊經展示為在右側。針對具有1/2之寬度/高度比的區塊定義廣角方向，而非使用內預測模式66。針對正方形區塊定義的內預測模式66之方向(153)用於此色度區塊。
因此，根據本發明之一或多種技術，視訊寫碼器(例如視訊編碼器200或視訊解碼器300)可基於具有YUV 4:2:2色度取樣格式之圖像的明度區塊之大小選擇廣角內預測方向之集合。另外，視訊寫碼器可判定用於明度區塊之內預測方向。用於明度區塊之內預測方向可在廣角內預測方向之集合中。此外，視訊寫碼器可判定用於色度區塊之內預測方向。明度區塊在圖像中與色度區塊共置，色度區塊相較於明度區塊具有不同寬度/高度比，且用於色度區塊之內預測方向被保證具有用於明度區塊之內預測方向。因為用於色度區塊之內預測方向被保證具有用於明度區塊之內預測方向，因此用於色度區塊之內預測方向與用於明度區塊之內預測方向一致。出於此原因，DM模式可繼續用於色度區塊，籍此避免獨立於明度區塊之內預測模式指示用於色度區塊之內預測模式的需要。
在本發明之一些實例中，為解決與自一個色彩分量至另一色彩分量之廣角DM模式映射相關聯的問題，本發明提議用以定義不同色彩分量之內預測角度(包括廣角內預測方向)之間的映射並當另一色彩分量(亦即，「導出所源自的」分量)之內模式資訊用於當前色彩分量(亦即，「導出成的」分量)時使用該映射的解決方案。用於色彩分量之內模式資訊可包括用於色彩分量之內預測模式的索引。
舉例而言，在用於YUV格式之VVC中，對於每一色度區塊，色度區塊之共置明度區塊的內預測模式資訊(亦即，明度模式資訊)係可用的。根據本發明，共置明度區塊之明度模式資訊可經映射(例如由視訊編碼器200及視訊解碼器300)至色度模式(亦即，可在色度區塊中使用的內預測模式)且映射模式可用於編碼及解碼色度區塊。因此，DM模式可繼續用於色度區塊，籍此避免獨立地發信用於色度區塊之內預測模式的需要。
使用映射模式以編碼及解碼色度區塊的實例如下。在第一實例中，映射模式可用以(例如由視訊編碼器200及視訊解碼器300)替換色度內預測模式候選者中之一或多個現有內預測模式。舉例而言，VVC中之「DM模式」可由本發明之當前方法替換。因此，當寫碼具有YUV 4:2:2色度取樣格式(其中色度區塊具有與共置明度區塊相比不同之寬度/高度比)的圖像中之色度區塊時，視訊寫碼器(例如視訊編碼器200或視訊解碼器300)可判定經映射至共置明度區塊之內預測模式的色度內預測模式。視訊寫碼器接著可使用經判定色度內預測模式以產生用於色度區塊之預測區塊。
在使用映射模式以編碼及解碼色度區塊的第二實例中，經映射模式可(例如由視訊編碼器200及視訊解碼器300)用作在色度區塊之當前內預測模式清單之頂部上(亦即，除了當前內預測模式清單之外)的額外模式。換言之，視訊寫碼器可基於色度區塊之大小判定用於色度區塊的內預測方向之集合且接著添加映射模式至內預測方向之所得清單。因此，視訊寫碼器可用以產生色度區塊之預測區塊的內預測方向之清單可大於65。
在一些實例中，若導出成的分量及導出所源自的分量具有恰好相同的可能內預測方向之集合，則映射之定義可簡單明瞭。舉例而言，對於YUV 4:4:4、YUV 4:2:0等，根據當前VVC草案之定義，取樣頻率比Ratiohor =Ratiover =1，明度及色度分量使用恰好相同的內預測角度(包括寬角度)之集合。每一導出所源自的內預測角度可經映射(例如由視訊編碼器200及視訊解碼器300)至同一值之導出成的內預測角度。
另一方面，若導出成的分量及導出所源自的分量不具有恰好相同的可能內預測方向之集合，則在本發明中提議視訊編碼器200及視訊解碼器300藉由基於Ratiohor 及Ratiover 按比例調整導出所源自的分量之內預測角度將導出所源自的分量之每一內預測方向映射至導出成的分量。需要時可應用(例如由視訊編碼器200及視訊解碼器300)預測方向之捨入且預測角度之精確度可增加以降低或完全移除由捨入引入的誤差。
作為按比例調整導出所源自的分量之內預測角度的實例，當將水平導出所源自的內預測方向映射至色度內預測方向時，導出所源自的角度值之角度值可乘以
Figure 02_image001
。水平導出所源自的內預測方向為小於自垂直起-45°的方向。當映射垂直導出所源自的內預測方向至色度時，導出所源自的角度值可乘以
Figure 02_image003
。垂直導出所源自的內預測方向為大於自垂直起-45°之方向。視訊編碼器200及視訊解碼器300可應用捨入且可增加角度值之精確度。
基於導出所源自的內角度與導出成的內角度之間的映射，內預測之不同方法可經設計用於導出成的分量。以下係在當前VVC設計之頂部的YUV 4:2:2之格式之幾個實例。
在第一實例中，預測角度值之精確度自1/32像素精確度增加至1/64像素精確度。此外，為將明度內角度映射至色度內角度，視訊編碼器200及視訊解碼器300可將水平明度內角度之角度值乘以
Figure 02_image001
並將垂直明度內角度值乘以
Figure 02_image003
。在此第一實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可針對與明度區塊共置之每一色度區塊使用映射內角度作為DM模式。換言之，若與明度區塊共置之色度區塊係使用DM模式寫碼，則視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用對應於映射內角度之內預測模式以產生用於色度區塊之預測區塊。因此，若明度模式(亦即，明度區塊之內預測模式)表示為Angleluma ，則對於對應色度區塊，視訊編碼器200及視訊解碼器300可在共置色度區塊中之一或多者的編碼程序及解碼程序中使用Mapchroma (Angleluma )例如作為DM模式。
與此第一實例一致，圖11A及圖11B為說明自正方形明度區塊至矩形共置色度區塊的預測角度之實例映射的概念圖。特定言之，在圖11A之實例中，具有-29之角度的內預測模式由粗箭頭指示。如上文所提及，角度可由正切值*32定義。將正切值乘以32允許角度由整數而非分數值表示。因此，當視訊編碼器200及視訊解碼器300使用1/64像素精確度時可使用-58之值代替-29。
在第二實例中，內預測角度之精確度保持不變，而非如第一實例中增加預測角度值之精確度。當將明度內角度映射至色度時，與第一實例中相同，當將內角度乘以
Figure 02_image005
(
Figure 02_image007
)時可導出分數角度值。在此實例中，分數角度值經捨入至附近整數值。可應用不同類型的捨入。視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用映射色度角度之集合作為色度預測角度之候選者且可使用映射以導出「映射至」模式。因此，若明度使用Angleluma ，則對於對應色度區塊，視訊編碼器200及視訊解碼器300使用Mapchroma (Angleluma )。舉例而言，Mapchroma (Angleluma )可用作DM模式。
在上述第一實例及第二實例中，導出之色度角度可不同於針對明度區塊定義的任何角度。因此，可引入專為色度分量所獨有的額外角度。在以下實例(亦即，第三實例)中，映射角度之捨入以一種方式設計，該方式使得用於色度區塊之候選者方向總是為明度區塊之可能角度值。
在第三實例中，首先(例如由視訊編碼器200及視訊解碼器300)執行在第一實例中描述的按比例調整程序。作為第二步驟，按比例調整角度值經削減(例如由視訊編碼器200及視訊解碼器300)至亦經定義為明度區塊之可能角度值的最接近角度值(包括用於不同可能寬度/高度比之所有廣角)。經削減角度在色度區塊之編碼程序(例如由視訊編碼器200)及解碼程序(例如由視訊解碼器300)中用作例如DM模式。
圖12展示預測角度自正方形明度區塊至正方形明度區塊之矩形共置色度區塊的映射。在圖12之實例中，對於垂直明度內角度-29，按比例調整內角度為-14.5，且亦為明度區塊之可能角度的其最接近角度值為-14；因此映射色度角度為-14。對於水平明度預測角度32，按比例調整角度值為64。儘管64並非為用於此正方形區塊之可能明度內角度，但64係在針對具有寬度/高度=1/2之明度區塊定義的廣角模式之候選者集合中。因此，映射色度角度值為64。
上文在三個實例(亦即，實例1、實例2及實例3)中描述的將明度內角度映射至色度內角度之方法可以組合方式應用。下文所描述之第四實例為其中上述三個實例以組合方式應用的一個此類設計。在此第四實例中，首先由視訊編碼器200及視訊解碼器300執行在第一實例中描述的按比例調整程序。程序之輸出表示為Anglescaled 。當削減按比例調整角度時，考慮可能內角度之範圍。讓Anglelmin =所有明度內角度之最小值且讓Anglelmax 等於所有內角度之最大值。若Anglescaled ＜Anglelmin 或Anglescaled ＞Anglelmax ，則使用額外角度。否則，Anglescaled 經削減至最接近角度值，使得對於角度值，視訊編碼器200及視訊解碼器300可找到角度值為可能內角度所對應的明度區塊大小。
在本發明中，提議當計算像素之間的距離時考慮像素樣本位置之距離。作為實例，對於YUV 4:2:2之格式，當視訊編碼器200及視訊解碼器300計算用於位置依賴之內預測組合(PDPC)模式的權重時，當計算加權平均值之權重時以像素之數目計的水平距離乘以2，使得加權平均值係基於樣本位置距離而非像素數目距離。
圖13展示以像素數目計之距離與樣本位置之距離之間的差異。在圖13之實例中，圓對應於色度樣本且×標記對應於明度樣本。在圖13中，加重勾勒的圓對應於預測樣本且未加重勾勒的灰色陰影圓對應於參考樣本。對於YUV 4:2:2色度取樣格式，色度樣本之水平樣本間隔為垂直樣本間隔之2倍長；因此2個像素之水平距離實際上為2個像素之垂直距離的2倍。特定言之，如圖13之左側部分所展示，預測樣本在色度像素方面遠離參考樣本中之每一者2個像素。然而，如圖13之右側部分中所展示，預測樣本在樣本位置方面遠離左側參考樣本4個像素且在樣本位置方面遠離上方參考樣本2個像素。
本發明大體上可指「發信」某些資訊，諸如語法元素。術語「發信」大體上可指用於解碼經編碼視訊資料之語法元素及/或其他資料的值之傳達。亦即，視訊編碼器200可在位元串流中發信語法元素的值。大體而言，發信係指在位元串流中產生值。如上文所提及，源器件102可實質上實時將位元串流傳送至目的地器件116，或不實時傳送，諸如可在將語法元素儲存至儲存器件112以供目的地器件116稍後擷取時發生。
圖14A及圖14B為說明實例四分樹二進位樹(QTBT)結構130及對應寫碼樹單元(CTU) 132之概念圖。實線表示四分樹分裂，且點線指示二進位樹分裂。在二進位樹之每一分裂(亦即，非葉)節點中，一個旗標經發信以指示使用哪一分裂類型(亦即，水平或豎直)，其中在此實例中，0指示水平分裂且1指示垂直分裂。對於四分樹分裂，不存在對於指示分裂類型之需要，此係由於四分樹節點將區塊水平地及垂直地分裂成具有相等大小之4個子區塊。因此，視訊編碼器200可編碼，且視訊解碼器300可解碼用於QTBT結構130之區樹層級(亦即，第一層級)(亦即實線)的語法元素(諸如分裂資訊)及用於QTBT結構130之預測樹層級(亦即，第二層級)(亦即虛線)的語法元素(諸如分裂資訊)。視訊編碼器200可編碼，且視訊解碼器300可解碼用於由QTBT結構130之端葉節點表示之CU的視訊資料(諸如預測及變換資料)。
大體而言，圖14B之CTU 132可與定義對應於在第一及第二層級處的QTBT結構130之節點的區塊之大小的參數相關聯。此等參數可包括CTU大小(表示樣本中之CTU 132之大小)、最小四分樹大小(MinQTSize，表示最小允許四分樹葉節點大小)、最大二進位樹大小(MaxBTSize，表示最大允許二進位樹根節點大小)、最大二進位樹深度(MaxBTDepth，表示最大允許二進位樹深度)，及最小二進位樹大小(MinBTSize，表示最小允許二進位樹葉節點大小)。
QTBT結構中對應於CTU之根節點可具有在QTBT結構之第一層級處的四個子節點，該等節點中之每一者可根據四分樹分割來進行分割。亦即，第一層級之節點為葉節點(不具有子節點)或具有四個子節點。QTBT結構130之實例表示諸如包括具有用於分枝之實線之父節點及子節點的節點。若第一層級之節點不大於最大允許二進位樹根節點大小(MaxBTSize)，則其可由各別二進位樹進一步分割。一個節點之二進位樹分裂可迭代，直至由分裂產生之節點達到最小允許二進位樹葉節點大小(MinBTSize)或最大允許二進位樹深度(MaxBTDepth)為止。QTBT結構130之實例表示諸如具有用於分枝之虛線的節點。二進位樹葉節點被稱作不更進一步分割之寫碼單元(CU)，其用於預測(例如圖像內或圖像間預測)及變換。如上文所論述，CU亦可稱為「視訊區塊」或「區塊」。
在QTBT分割結構之一個實例中，CTU大小經設定為128×128 (明度樣本及兩個對應64×64色度樣本)，MinQTSize經設定為16×16，MaxBTSize經設定為64×64，MinBTSize(對於寬度及高度兩者)經設定為4，且MaxBTDepth經設定為4。四分樹分割首先應用於CTU以產生四分樹葉節點。四分樹葉節點可具有16×16 (亦即，MinQTSize)至128×128 (亦即，CTU大小)之大小。若葉四分樹節點為128×128，則葉四分樹節點將不由二進位樹進一步分裂，此係由於大小超過MaxBTSize(亦即，在此實例中64×64)。否則，四分樹葉節點將由二進位樹進一步分割。因此，四分樹葉節點亦為二進位樹之根節點並具有為0之二進位樹深度。當二進位樹深度達至MaxBTDepth (在此實例中，4)時，不准許進一步分裂。當二進位樹節點具有等於MinBTSize (在此實例中，4)之寬度時，其意指不准許進一步垂直分裂。類似地，具有等於MinBTSize之高度的二進位樹節點意指對於彼二進位樹節點不准許進一步水平分裂。如上文所提及，二進位樹之葉節點被稱作CU，且根據預測及變換來進一步處理而不進一步分割。
圖15為說明可執行本發明之技術之實例視訊編碼器200的方塊圖。出於解釋之目的提供圖15，且不應將該圖視為對如本發明中廣泛例示及描述之技術的限制。出於解釋之目的，本發明在諸如HEVC視訊寫碼標準及開發中之H.266/VVC視訊寫碼標準的視訊寫碼標準之情況下描述視訊編碼器200。然而，本發明之技術不限於此等視訊寫碼標準，且大體上可適用於視訊編碼及解碼。
在圖15之實例中，視訊編碼器200包括視訊資料記憶體230、模式選擇單元202、殘餘產生單元204、變換處理單元206、量化單元208、反量化單元210、反變換處理單元212、重建構單元214、濾波器單元216、經解碼圖像緩衝器(DPB) 218及熵編碼單元220。視訊資料記憶體230、模式選擇單元202、殘餘產生單元204、變換處理單元206、量化單元208、反量化單元210、反變換處理單元212、重建構單元214、濾波器單元216、DPB 218及熵編碼單元220中之任一者或全部可實施於一或多個處理器或處理電路中。此外，視訊編碼器200可包括額外或替代處理器或處理電路以執行此等及其他功能。
視訊資料記憶體230可儲存待由視訊編碼器200之組件編碼的視訊資料。視訊編碼器200可自(例如)視訊源104 (圖1)接收儲存於視訊資料記憶體230中之視訊資料。DPB 218可充當參考圖像記憶體，其儲存參考視訊資料供用於由視訊編碼器200預測後續視訊資料。視訊資料記憶體230及DPB 218可由諸如動態隨機存取記憶體(DRAM)(包括同步DRAM (SDRAM))、磁阻式RAM (MRAM)、電阻式RAM (RRAM)或其他類型之記憶體器件)的各種記憶體器件中之任一者形成。視訊資料記憶體230及DPB 218可由相同記憶體器件或單獨記憶體器件提供。在各種實例中，視訊資料記憶體230可與視訊編碼器200之其他組件一起在晶片上，如所說明，或相對於彼等組件在晶片外。
在本發明中，對視訊資料記憶體230之參考不應解譯為將記憶體限於在視訊編碼器200內部(除非特定地如此描述)，或將記憶體限於在視訊編碼器200外部(除非特定地如此描述)。實際上，對視訊資料記憶體230之參考應理解為對儲存視訊編碼器200所接收以用於編碼的視訊資料(例如，待被編碼的當前區塊之視訊資料)之記憶體的參考。圖1之記憶體106亦可提供對來自視訊編碼器200之各種單元的輸出的暫時儲存。
圖15的各種單元經說明以輔助理解由視訊編碼器200執行的操作。單元可經實施為固定功能電路、可程式化電路或其組合。固定功能電路指提供特定功能性且預設定可執行之操作的電路。可程式化電路係指可經程式化以執行各種任務並在可執行之操作中提供可撓式功能性的電路。舉例而言，可程式化電路可執行使可程式化電路以由軟體或韌體之指令定義的方式操作的軟體或韌體。固定功能電路可執行軟體指令(例如，以接收參數或輸出參數)，但固定功能電路執行的操作之類型大體為不可變的。在一些實例中，單元中之一或多者可為不同電路區塊(固定功能或可程式化)，且在一些實例中，一或多個單元可為積體電路。
視訊編碼器200可包括由可程式化電路形成之算術邏輯單元(ALU)、基本功能單元(EFU)、數位電路、類比電路及/或可程式化核心。在視訊編碼器200之操作係使用由可程式化電路執行之軟體執行的實例中，記憶體106 (圖1)可儲存視訊編碼器200接收並執行的軟體之目標碼，或視訊編碼器200內之另一記憶體(未圖示)可儲存此類指令。
視訊資料記憶體230經組態以儲存接收到之視訊資料。視訊編碼器200可自視訊資料記憶體230擷取視訊資料之圖像，並將視訊資料提供至殘餘產生單元204及模式選擇單元202。視訊資料記憶體230中之視訊資料可為待編碼之原始視訊資料。
模式選擇單元202包括運動估計單元222、運動補償單元224及內預測單元226。模式選擇單元202可包括額外功能單元以根據其他預測模式來執行視訊預測。作為實例，模式選擇單元202可包括調色板單元、區塊內拷貝單元(其可為運動估計單元222及/或運動補償單元224之部分)、仿射單元、線性模型(LM)單元或其類似者。
模式選擇單元202大體協調多個編碼遍次以測試編碼參數之組合，及用於此等組合之所得速率-失真值。編碼參數可包括將CTU分割成CU、用於CU之預測模式、用於CU之殘餘資料的變換類型、用於CU之殘餘資料的量化參數等。模式選擇單元202可最終選擇相比其他所測試組合具有更佳速率失真值的編碼參數之組合。
視訊編碼器200可將自視訊資料記憶體230擷取之圖像分割成一系列CTU，且將一或多個CTU封裝於圖塊內。模式選擇單元202可根據樹結構，諸如上文所描述之QTBT結構或HEVC之四分樹結構來分割圖像之CTU。如上文所描述，視訊編碼器200可用根據樹結構分割CTU來形成一或多個CU。此CU大體亦可稱為「視訊區塊」或「區塊」。
大體而言，模式選擇單元202亦控制其組件(例如運動估計單元222、運動補償單元224及內預測單元226)以產生當前區塊(例如當前CU，或在HEVC中，PU與TU之重疊部分)之預測區塊。對於當前區塊之框間預測，運動估計單元222可執行運動搜尋以識別一或多個參考圖像(例如儲存於DPB 218中的一或多個先前經寫碼圖像)中之一或多個緊密匹配參考區塊。詳言之，運動估計單元222可例如根據絕對差總和(SAD)、平方差總和(SSD)、平均值絕對差(MAD)、均方差(MSD)或其類似者來計算表示可能參考區塊與當前區塊之類似程度的值。運動估計單元222可使用當前區塊與所考慮之參考區塊之間的逐樣本差大體執行此等計算。運動估計單元222可識別具有由此等計算產生之最低值的參考區塊，從而指示最緊密匹配當前區塊之參考區塊。
運動估計單元222可形成一或多個運動向量(MV)，其相對於當前圖像中之當前區塊的位置定義參考圖像中之參考區塊的位置。運動估計單元222接著可將運動向量提供至運動補償單元224。舉例而言，對於單向框間預測，運動估計單元222可提供單一運動向量，而對於雙向框間預測，運動估計單元222可提供兩個運動向量。運動補償單元224接著可使用運動向量來產生預測區塊。舉例而言，運動補償單元224可使用運動向量來擷取參考區塊之資料。作為另一實例，若運動向量具有分數樣本精確度，則運動補償單元224可根據一或多個內插濾波器為預測區塊內插值。此外，對於雙向框間預測，運動補償單元224可擷取用於由各別運動向量識別之兩個參考區塊的資料，並例如經由逐樣本平均或加權平均來組合所擷取之資料。
作為另一實例，對於內預測，或內預測寫碼，內預測單元226可自與當前區塊相鄰之樣本產生預測區塊。舉例而言，對於方向內預測模式，內預測單元226可在數學上大體組合相鄰樣本之值，且在橫跨當前區塊之所定義方向上填入此等計算值以產生預測區塊。作為另一實例，對於DC模式，內預測單元226可計算與當前區塊相鄰之樣本的平均值，且產生預測區塊以針對預測區塊之每一樣本包括此所得平均值。
根據本發明之一或多種技術，內預測單元226可基於具有YUV 4:2:2色度取樣格式之圖像的明度區塊之大小選擇廣角內預測方向之集合。另外，內預測單元226可判定用於明度區塊之內預測方向。用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中。此外，內預測單元226可判定用於色度區塊之內預測方向。明度區塊在圖像中與色度區塊共置，色度區塊相較於明度區塊具有不同寬度/高度比，且用於色度區塊之內預測方向被保證具有用於明度區塊之內預測方向。內預測單元226可使用明度區塊之內預測方向以產生明度區塊之預測區塊。另外，內預測單元226可使用色度區塊之內預測方向以產生色度區塊之預測區塊。
在一些實例中，內預測單元226可基於第一色彩分量與第二色彩分量之內預測角度之間的映射判定內預測模式。第二色彩分量不同於第一色彩分量。此外，內預測單元226可基於內預測模式產生用於當前區塊之第二色彩分量的預測區塊。
此外，在視訊編碼器200使用PDPC模式之實例中，內預測單元226可判定以YUV 4:2:2模式格式化的視訊資料之當前區塊之當前樣本的參考樣本之集合。另外，內預測單元226可判定用於參考樣本之權重。作為判定參考樣本之權重的部分，內預測單元226可將以參考樣本之像素的數目計的水平距離乘以2。內預測單元226可基於權重計算參考樣本之加權平均值。另外，內預測單元226可將參考樣本之加權平均值包括在當前區塊之預測性區塊中。
模式選擇單元202將預測區塊提供至殘餘產生單元204。殘餘產生單元204接收來自視訊資料記憶體230之當前區塊及來自模式選擇單元202之預測區塊的原始未經編碼版本。殘餘產生單元204計算當前區塊與預測區塊之間的逐樣本差。所得逐樣本差定義當前區塊之殘餘區塊。在一些實例中，殘餘產生單元204亦可判定殘餘區塊中之樣本值之間的差，以使用殘餘差分脈碼調變(RDPCM)來產生殘餘區塊。在一些實例中，可使用執行二進位減法之一或多個減法器電路來形成殘餘產生單元204。
在模式選擇單元202將CU分割成PU之實例中，每一PU可與明度預測單元及對應色度預測單元相關聯。視訊編碼器200視訊解碼器300可支援具有各種大小之PU。如上文所指示，CU之大小可係指CU之明度寫碼區塊的大小，且PU之大小可係指PU之明度預測單元的大小。假定特定CU之大小為2N×2N，則視訊編碼器200可支援用於內預測的2N×2N或N×N之PU大小，及用於框間預測的2N×2N、2N×N、N×2N、N×N或類似大小之對稱PU大小。視訊編碼器200及視訊解碼器300亦可支援用於框間預測的2N×nU、2N×nD、nL×2N及nR×2N之PU大小的不對稱分割。
在模式選擇單元未將CU進一步分割成PU的實例中，每一CU可與明度寫碼區塊及對應色度寫碼區塊相關聯。如上，CU之大小可指代CU之明度寫碼區塊的大小。視訊編碼器200及視訊解碼器300可支援2N×2N、2N×N或N×2N之CU大小。
對於諸如區塊內拷貝模式寫碼、仿射模式寫碼及線性模型(LM)模式寫碼之其他視訊寫碼技術，如少數實例，模式選擇單元202經由與寫碼技術相關聯之各別單元產生用於正編碼之當前區塊的預測區塊。在諸如調色板模式寫碼的一些實例中，模式選擇單元202可能不會產生預測區塊，而產生指示基於所選擇之調色板來重建構區塊之方式的語法元素。在此類模式中，模式選擇單元202可將此等語法元素提供至待編碼之熵編碼單元220。
如上文所描述，殘餘產生單元204接收用於當前區塊及對應預測區塊之視訊資料。殘餘產生單元204接著產生用於當前區塊之殘餘區塊。為產生殘餘區塊，殘餘產生單元204計算預測區塊與當前區塊之間的逐樣本差。
變換處理單元206將一或多個變換應用於殘餘區塊以產生變換係數之區塊(在本文中稱為「變換係數區塊」)。變換處理單元206可將各種變換應用於殘餘區塊以形成變換係數區塊。舉例而言，變換處理單元206可將離散餘弦變換(DCT)、方向變換、Karhunen-Loeve變換(KLT)或概念上類似之變換應用於殘餘區塊。在一些實例中，變換處理單元206可對殘餘區塊執行多個變換，例如初級變換及二級變換，諸如旋轉變換。在一些實例中，變換處理單元206不將變換應用於殘餘區塊。
量化單元208可量化變換係數區塊中之變換係數，以產生經量化變換係數區塊。量化單元208可根據與當前區塊相關聯之量化參數(QP)值量化變換係數區塊之變換係數。視訊編碼器200 (例如，經由模式選擇單元202)可藉由調整與CU相關聯之QP值來調整應用於與當前區塊相關聯之變換係數區塊的量化程度。量化可引入資訊之損失，且因此，經量化變換係數可具有相比由變換處理單元206產生之原始變換係數低的精確度。
反量化單元210及反變換處理單元212可將反量化及反變換分別應用於經量化變換係數區塊，以根據變換係數區塊重建構殘餘區塊。重建構單元214可基於經重建構殘餘區塊及由模式選擇單元202產生之預測區塊來產生對應於當前區塊之經重建構區塊(儘管可能具有一定程度的失真)。舉例而言，重建構單元214可將經重建構殘餘區塊之樣本添加至來自由模式選擇單元202產生之預測區塊的對應樣本，以產生經重建構區塊。
濾波器單元216可對經重建構區塊執行一或多個濾波操作。舉例而言，濾波器單元216可執行解區塊操作以沿CU之邊緣減少區塊效應偽影。在一些實例中，可跳過濾波器單元216之操作。
視訊編碼器200將經重建構區塊儲存於DPB 218中。舉例而言，在不需要濾波器單元216之操作的實例中，重建構單元214可將經重建構區塊儲存至DPB 218。在需要濾波器單元216之操作的實例中，濾波器單元216可將經濾波經重建構區塊儲存至DPB 218。運動估計單元222及運動補償單元224可自DPB 218擷取由經重建構(及可能經濾波)區塊形成之參考圖像，以對隨後經編碼圖像之區塊進行框間預測。另外，內預測單元226可使用當前圖像之DPB 218中的經重建構區塊以對當前圖像中之其他區塊進行內預測。
一般而言，熵編碼單元220可對自視訊編碼器200之其他功能組件所接收之語法元素進行熵編碼。舉例而言，熵編碼單元220可對來自量化單元208之經量化變換係數區塊進行熵編碼。作為另一實例，熵編碼單元220可對來自模式選擇單元202之預測語法元素(例如用於框間預測之運動資訊或用於內預測之內模式資訊)進行熵編碼。熵編碼單元220可對語法元素(其為視訊資料之另一實例)進行一或多個熵編碼操作以產生經熵編碼資料。舉例而言，熵編碼單元220可對資料執行上下文自適應性可變長度寫碼(CAVLC)操作、CABAC操作、可變至可變(V2V)長度寫碼操作、基於語法的上下文自適應性二進位算術寫碼(SBAC)操作、機率區間分割熵(PIPE)寫碼操作、指數-哥倫布編碼操作或另一類型之熵編碼操作。在一些實例中，熵編碼單元220可在略過模式中操作，其中語法元素未經熵編碼。
視訊編碼器200可輸出位元串流，該位元串流包括重建構圖塊或圖像之區塊所需的經熵編碼語法元素。特定而言，熵編碼單元220可輸出該位元串流。
上文所描述之操作相對於區塊進行描述。除非另外規定，否則此描述應理解為用於明度寫碼區塊及/或色度寫碼區塊之操作。如上文所描述，在一些實例中，明度寫碼區塊及色度寫碼區塊為CU之明度及色度分量。在一些實例中，明度寫碼區塊及色度寫碼區塊為PU之明度及色度分量。
在一些實例中，無需針對色度寫碼區塊重複相對於明度寫碼區塊執行之操作。作為一個實例，無需重複識別明度寫碼區塊之運動向量(MV)及參考圖像的操作用於識別色度區塊之MV及參考圖像。實情為，明度寫碼區塊之MV可經按比例調整以判定色度區塊之MV，且參考圖像可為相同的。作為另一實例，內預測程序可針對明度寫碼區塊及色度寫碼區塊為相同的。
以此方式，在一些樣本中，視訊編碼器200表示包括經組態以儲存視訊資料之記憶體及實施於電路中並經組態以進行以下操作的一或多個處理單元之視訊編碼器件之實例：基於導出所源自的區塊大小判定廣角內預測方向之集合，該導出所源自的區塊大小為用於當前視訊資料區塊之第一色彩分量的區塊大小；使用廣角內預測方向之集合中的一廣角內預測方向以產生用於當前視訊資料區塊之第二色彩分量的預測區塊，該第二色彩分量不同於該第一色彩分量；及基於該預測區塊編碼該當前區塊。
在一些實例中，視訊編碼器200表示包括經組態以儲存視訊資料之記憶體及實施於電路中並經組態以進行以下操作的一或多個處理單元之視訊編碼之實例：基於具有一YUV 4:2:2色度取樣格式之一圖像的一明度區塊之一大小選擇廣角內預測方向之一集合；判定用於該明度區塊之一內預測方向，其中用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中；判定用於一色度區塊之一內預測方向，其中：該明度區塊與該色度區塊共置於該圖像中，該色度區塊相較於該明度區塊具有一不同寬度/高度比，且用於該色度區塊之該內預測方向被保證具有用於該明度區塊之該內預測方向；使用用於該明度區塊之該內預測方向以產生用於該明度區塊的一預測區塊；使用用於該色度區塊之該內預測方向以產生用於該色度區塊的一預測區塊；基於用於該明度區塊之該預測區塊編碼該明度區塊；及基於用於該色度區塊之該預測區塊編碼該色度區塊。
在一些實例中，視訊編碼器200表示包括經組態以儲存視訊資料之記憶體及實施於電路中並經組態以進行以下操作的一或多個處理單元之視訊編碼器件之實例：基於正用於當前區塊之第二色彩分量的當前視訊資料區塊的第一色彩分量之一內模式資訊，基於第一色彩分量與第二色彩分量之內預測角度之間的映射，判定一內預測模式，該第二色彩分量不同於該第一色彩分量；基於該內預測模式產生用於該當前區塊之第二色彩分量的預測區塊；及基於該預測區塊編碼該當前區塊。
在一些實例中，視訊編碼器200表示包括經組態以儲存視訊資料之記憶體及實施於電路中並經組態以進行以下操作的一或多個處理單元之視訊編碼器件之實例：判定用於以YUV 4:2:2模式格式化的視訊資料之當前區塊的當前樣本之參考樣本之集合；判定用於參考樣本之權重，其中判定用於參考樣本之權重包含將以參考樣本之像素之數目計的水平距離乘以2；基於該等權重計算參考樣本之加權平均值；將參考樣本之加權平均值包括於當前區塊之預測性區塊中；及基於該預測區塊編碼當前區塊。
基於預測區塊編碼區塊可包含自當前區塊之對應樣本減去預測區塊之樣本以產生殘餘資料。
圖16為說明可執行本發明之技術的實例視訊解碼器300的方塊圖。出於解釋之目的而提供圖16，且其並不限制如本發明中所廣泛例示及描述之技術。出於解釋之目的，本發明根據VVC及HEVC之技術來描述視訊解碼器300。然而，本發明之技術可由經組態為其他視訊寫碼標準的視訊寫碼器件執行。
在圖16之實例中，視訊解碼器300包括經寫碼圖像緩衝器(CPB)記憶體320、熵解碼單元302、預測處理單元304、反量化單元306、反變換處理單元308、重建構單元310、濾波器單元312及經解碼圖像緩衝器(DPB) 314。CPB 記憶體320、熵解碼單元302、預測處理單元304、反量化單元306、反變換處理單元308、重建構單元310、濾波器單元312及DPB 314中任一者或全部可實施於一或多個處理器或處理電路中。此外，視訊解碼器300可包括額外或替代處理器或處理電路以執行此等及其他功能。
預測處理單元304包括運動補償單元316及內預測單元318。預測處理單元304可包括根據其他預測模式執行預測之額外單元。作為實例，預測處理單元304可包括調色板單元、區塊內拷貝單元(其可形成運動補償單元316之部分)、仿射單元、線性模型(LM)單元或其類似者。在其他實例中，視訊解碼器300可包括更多、更少或不同功能組件。
CPB記憶體320可儲存待由視訊解碼器300之組件解碼的視訊資料，諸如經編碼視訊位元串流。可(例如)自電腦可讀媒體110 (圖1)獲得儲存於CPB記憶體320中之視訊資料。CPB記憶體320可包括儲存來自經編碼視訊位元串流之經編碼視訊資料(例如，語法元素)的CPB。此外，CPB記憶體320可儲存除經寫碼圖像之語法元素之外的視訊資料，諸如表示來自視訊解碼器300之各種單元之輸出的暫時資料。DPB 314大體儲存經解碼圖像，其中視訊解碼器300可在解碼經編碼視訊位元串流之後續資料或圖像時輸出該等經解碼圖像及/或將其用作參考視訊資料。CPB記憶體320及DPB 314可由多種記憶體器件中之任一者形成，諸如動態隨機存取記憶體(DRAM)，包括同步DRAM(SDRAM)、磁阻式RAM(MRAM)、電阻式RAM(RRAM)或其他類型之記憶體器件。CPB記憶體320及DPB 314可由同一記憶體器件或獨立記憶體器件提供。在各種實例中，CPB 記憶體320可與視訊解碼器300之其他組件一起在晶片上，或相對於彼等組件在晶片外。
另外或替代地，在一些實例中，視訊解碼器300可自記憶體120 (圖1)擷取經寫碼視訊資料。亦即，記憶體120可運用CPB 記憶體320儲存如上文所論述之資料。同樣地，當視訊解碼器300之一些或所有功能性實施於軟體中以由視訊解碼器300之處理電路執行時，記憶體120可儲存待由視訊解碼器300執行之指令。
圖16中展示之各種單元經說明以輔助理解由視訊解碼器300執行的操作。單元可經實施為固定功能電路、可程式化電路或其組合。類似於圖15，固定功能電路指提供特定功能性且預設定可執行之操作的電路。可程式化電路係指可經程式化以執行各種任務並在可執行之操作中提供可撓式功能性的電路。舉例而言，可程式化電路可執行使可程式化電路以由軟體或韌體之指令定義的方式操作的軟體或韌體。固定功能電路可執行軟體指令(例如，以接收參數或輸出參數)，但固定功能電路執行的操作之類型大體為不可變的。在一些實例中，單元中之一或多者可為不同電路區塊(固定功能或可程式化)，且在一些實例中，一或多個單元可為積體電路。
視訊解碼器300可包括ALU、EFU、數位電路、類比電路及/或由可程式化電路形成之可程式化核心。在視訊解碼器300之操作由在可程式化電路上執行之軟體執行的實例中，晶片上或晶片外記憶體可儲存視訊解碼器300接收並執行的軟體之指令(例如目標碼)。
熵解碼單元302可自CPB接收經編碼視訊資料且對視訊資料進行熵解碼以再生語法元素。預測處理單元304、反量化單元306、反變換處理單元308、重建構單元310、及濾波器單元312可基於自位元串流提取之語法元素產生經解碼視訊資料。
大體而言，視訊解碼器300在逐區塊基礎上重建構圖像。視訊解碼器300可對每一區塊(其中當前經重建構(亦即經解碼)之區塊可被稱作「當前區塊」)個別地執行重建構操作。
熵解碼單元302可對定義經量化變換係數區塊之經量化變換係數的語法元素以及諸如量化參數(QP)及/或變換模式指示之變換資訊進行熵解碼。反量化單元306可使用與經量化變換係數區塊相關聯之QP判定量化程度，且同樣判定反量化程度供反量化單元306應用。反量化單元306可例如執行按位元左移操作以將經量化變換係數反量化。反量化單元306可從而形成包括變換係數之變換係數區塊。
在反量化單元306形成變換係數區塊後，反變換處理單元308可將一或多個反變換應用於變換係數區塊以產生與當前區塊相關聯的殘餘區塊。舉例而言，反變換處理單元308可將反DCT、反整數變換、反Karhunen-Loeve變換(KLT)、反旋轉變換、反方向變換或另一反變換應用於係數區塊。
此外，預測處理單元304根據由熵解碼單元302熵解碼之預測資訊語法元素來產生預測區塊。舉例而言，若預測資訊語法元素指示當前區塊經框間預測，則運動補償單元316可產生預測區塊。在此情況下，預測資訊語法元素可指示DPB 314中之參考圖像(自其擷取參考區塊)，以及運動向量，其識別參考圖像中之參考區塊相對於當前圖像中之當前區塊之位置的位置。運動補償單元316可大體上以實質上類似於關於運動補償單元224 (圖15)所描述之方式的方式執行框間預測程序。
作為另一實例，若預測資訊語法元素指示當前區塊經內預測，則內預測單元318可根據由預測資訊語法元素指示之內預測模式產生預測區塊。同樣，內預測單元318大體可以實質上與關於內預測單元226 (圖15)所描述之方式類似的方式執行內預測程序。內預測單元318可將相鄰樣本之資料自DPB 314擷取至當前區塊。
在根據本發明之一或多種技術的實例中，內預測單元318可基於導出所源自的區塊大小判定廣角內預測方向之集合。在此實例中，導出所源自的區塊大小為用於當前視訊資料區塊之第一色彩分量的區塊大小。另外，在此實例中，內預測單元318可使用廣角內預測方向之集合中的廣角內預測方向以產生用於當前視訊資料區塊之第二色彩分量的預測區塊。在此實例中，第二色彩分量不同於第一色彩分量。
在一些實例中，內預測單元318可基於具有YUV 4:2:2色度取樣格式的圖像之明度區塊之大小選擇廣角內預測方向之集合。另外，內預測單元318可判定用於明度區塊之內預測方向。用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中。此外，內預測單元318可判定用於色度區塊之內預測方向。明度區塊在圖像中與色度區塊共置，色度區塊相較於明度區塊具有不同寬度/高度比，且用於色度區塊之內預測方向被保證具有用於明度區塊之內預測方向。內預測單元318可使用明度區塊之內預測方向以產生明度區塊之預測區塊。另外，內預測單元318可使用色度區塊之內預測方向以產生色度區塊之預測區塊。
在根據本發明之一或多種技術的另一實例中，內預測單元318可基於正用於當前區塊之第二色彩分量的視訊資料之當前區塊的第一色彩分量之內模式資訊及基於第一色彩分量與第二色彩分量之內預測角度之間的映射來判定一內預測模式。在此實例中，第二色彩分量不同於第一色彩分量。此外，在此實例中，內預測單元318可基於內預測模式產生用於當前區塊之第二色彩分量的預測區塊。
在根據本發明之一或多種技術的另一實例中，內預測單元318可判定以YUV 4:2:2模式格式化的視訊資料之當前區塊之當前樣本的參考樣本之集合。另外，內預測單元318可判定用於參考樣本之權重。作為判定參考樣本之權重的部分，內預測單元318可將以參考樣本之像素的數目計的水平距離乘以2。此外，內預測單元318可基於權重計算參考樣本之加權平均值。內預測單元318可將參考樣本之加權平均值包括於當前區塊之預測性區塊中。
重建構單元310可使用預測區塊及殘餘區塊重建構當前區塊。舉例而言，重建構單元310可將殘餘區塊之樣本添加至預測區塊之對應樣本以重建構當前區塊。
濾波器單元312可對經重建區塊執行一或多個濾波操作。舉例而言，濾波器單元312可執行解區塊操作以沿經重建構區塊之邊緣減少區塊效應假影。濾波器單元312之操作不一定在所有實例中執行。
視訊解碼器300可將經重建構區塊儲存於DPB 314中。舉例而言，在不執行濾波器單元312之操作的實例中，重建構單元310可將重建構區塊儲存至DPB 314。在執行濾波器單元312之操作的實例中，濾波器單元312可將經濾波經重建構區塊儲存至DPB 314。如上文所論述，DPB 314可將參考資訊提供至預測處理單元304，該參考資訊諸如用於內預測之當前圖像及用於後續運動補償之經先前解碼圖像的樣本。此外，視訊解碼器300可輸出來自DPB之經解碼圖像用於後續呈現於顯示器件(諸如圖1之顯示器件118)上。
以此方式，在一些樣本中，視訊解碼器300表示包括經組態以儲存視訊資料之記憶體及實施於電路中並經組態以進行以下操作之一或多個處理單元的視訊解碼器件之實例：基於導出所源自的區塊大小判定廣角內預測方向之集合，該導出所源自的區塊大小為用於當前視訊資料區塊之第一色彩分量的區塊大小；使用廣角內預測方向之集合中之廣角內預測方向以產生用於當前視訊資料區塊之第二色彩分量的預測區塊，該第二色彩分量不同於該第一色彩分量；及基於該預測區塊解碼該當前區塊。
在一些實例中，視訊解碼器300表示包括經組態以儲存視訊資料之記憶體及實施於電路中並經組態以進行以下操作的一或多個處理單元之視訊編碼之實例：基於具有一YUV 4:2:2色度取樣格式之一圖像的一明度區塊之一大小選擇廣角內預測方向之一集合；判定用於該明度區塊之一內預測方向，其中用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中；判定用於一色度區塊之一內預測方向，其中：該明度區塊與該色度區塊共置於該圖像中，該色度區塊相較於該明度區塊具有一不同寬度/高度比，且用於該色度區塊之該內預測方向被保證具有用於該明度區塊之該內預測方向；使用用於該明度區塊之該內預測方向以產生用於該明度區塊的一預測區塊；使用用於該色度區塊之該內預測方向以產生用於該色度區塊的一預測區塊；基於用於該明度區塊之該預測區塊解碼該明度區塊；及基於用於該色度區塊之該預測區塊解碼該色度區塊。
在一些實例中，視訊解碼器300表示包括經組態以儲存視訊資料之記憶體及實施於電路中並經組態以進行以下操作的一或多個處理單元的視訊解碼器件之實例：基於正用於當前區塊之第二色彩分量的視訊資料之當前區塊的第一色彩分量之內模式資訊，基於第一色彩分量與第二色彩分量之內預測角度之間的映射，判定一內預測模式，該第二色彩分量不同於該第一色彩分量；基於該內預測模式產生用於當前區塊之第二色彩分量的一預測區塊；及基於該預測區塊解碼該當前區塊。
在一些實例中，視訊解碼器300表示包括經組態以儲存視訊資料之記憶體及實施於電路中並經組態以進行以下操作之一或多個處理單元的視訊解碼器件之實例：判定用於以YUV 4:2:2模式格式化的視訊資料之當前區塊的當前樣本之參考樣本之集合；判定用於參考樣本之權重，其中判定用於參考樣本之權重包含將以參考樣本之像素的數目計的水平距離乘以2；基於該等權重計算參考樣本之加權平均值；將參考樣本之加權平均值包括於當前區塊之預測性區塊中；及基於該預測區塊解碼當前區塊。
基於預測區塊解碼當前區塊可包含添加預測區塊樣本至殘餘資料之樣本以重建構當前樣本。
圖17為說明用於編碼當前區塊之實例方法的流程圖。本發明之流程圖作為實例提供。在根據本發明之其他實例中，本發明之流程圖中所說明的操作可包括更多、更少或不同動作。此外，在一些實例中，本發明之流程圖中所說明的操作之動作可按不同次序或並行地執行。
在圖17之實例中，當前區塊可包含當前CU。儘管圖17之實例係關於視訊編碼器200 (圖1及圖15)描述，但應理解其他器件可經組態以執行類似於圖17之方法的方法。
此外，在圖17之實例中，視訊編碼器200首先預測當前區塊(350)。舉例而言，視訊編碼器200可形成當前區塊之明度預測區塊、Cb預測區塊及Cr預測區塊。在不同寫碼模式中，視訊編碼器200可使用不同模式用於形成當前區塊之預測區塊。舉例而言，根據本發明之一個實例，視訊編碼器200 (例如視訊編碼器200之內預測單元226)可產生明度及色度區塊之預測區塊，如本發明中其他地方(例如，關於圖19、圖20及圖21)所描述。
視訊編碼器200可計算當前區塊之殘餘區塊(例如當前區塊之明度殘餘區塊或當前區塊之色度殘餘區塊)(352)。為了計算殘餘區塊，視訊編碼器200可計算當前區塊的原始未經編碼區塊與預測區塊之間的差。視訊編碼器200接著可變換並量化殘餘區塊之變換係數(354)。接下來，視訊編碼器200可掃描殘餘區塊之經量化變換係數(356)。在掃描期間或在掃描之後，視訊編碼器200可熵編碼變換係數(358)。舉例而言，視訊編碼器200可使用CAVLC或CABAC編碼變換係數。視訊編碼器200接著可輸出區塊之經熵編碼資料(360)。
圖18為說明用於解碼當前視訊資料區塊的實例方法之流程圖。當前區塊可包含當前CU。儘管關於視訊解碼器300 (圖1及圖15)加以描述，但應理解其他器件可經組態以執行類似於圖18之方法的方法。
視訊解碼器300可接收當前區塊之經熵編碼資料，諸如對應於當前區塊的殘餘區塊之變換係數的經熵寫碼預測資訊及經熵寫碼資料(370)。視訊解碼器300可對經熵編碼資料進行熵解碼，以判定當前區塊之預測資訊且再生殘餘區塊之變換係數(372)。
視訊解碼器300可例如使用如由當前區塊之預測資訊所指示的內或框間預測模式來預測當前區塊(374)，以計算當前區塊之預測區塊。舉例而言，視訊解碼器300可形成當前區塊之明度預測區塊、Cb預測區塊及Cr預測區塊。在不同寫碼模式中，視訊解碼器300可使用不同模式以形成當前區塊之預測區塊。舉例而言，視訊解碼器300 (例如視訊解碼器300之內預測單元318)可產生明度及色度區塊之預測區塊，如在本發明中其他地方(例如，關於圖19、圖20及圖21)所描述。
視訊解碼器300可反掃描經再生之變換係數(376)，以產生經量化變換係數之區塊。視訊解碼器300接著可反量化及反變換該等變換係數以產生殘餘區塊(例如明度殘餘區塊或色度殘餘區塊)(378)。視訊解碼器300可最後藉由組合預測區塊及殘餘區塊(380)來對當前區塊進行解碼。
圖19為說明根據本發明之一或多種技術的視訊寫碼器之實例操作的流程圖。圖19之實例操作可由視訊編碼器200或視訊解碼器300執行。在一些實例中，視訊編碼器200之內預測單元226或視訊解碼器300之內預測單元318可執行圖19之動作400至408。
在圖19之實例中，視訊寫碼器基於具有YUV 4:2:2色度取樣格式的圖像之明度區塊之大小選擇廣角內預測方向之集合(400)。舉例而言，在一個實例中，為選擇廣角內預測方向之集合，視訊寫碼器可基於明度區塊之大小判定內預測方向之一第一集合。在此實例中，視訊寫碼器可自內預測方向之一第二集合移除內預測方向之該第一集合。內預測方向之該第二集合可範圍介於45度至-135度。視訊寫碼器接著可添加廣角內預測方向之該集合至內預測方向之該第二集合。廣角內預測方向利用內預測方向之該第一集合的模式索引。廣角內預測方向之集合可包括超出45度或超出-135度之一或多個內預測方向。在一些實例中，視訊寫碼器可應用通用視訊寫碼(VVC)之程序以基於導出所源自的區塊大小判定廣角內預測方向之集合。
如上文所提及，視訊寫碼器可判定內預測方向之一第一集合。若明度區塊之寬度大於明度區塊之高度則，內預測方向之該第一集合可包括超出明度區塊之左下方向的內預測方向之第二集合中的內預測方向或由該等內預測方向組成。若明度區塊之高度大於明度區塊之寬度則，內預測方向之該第一集合可包括超出明度區塊之右上方向的內預測方向之第二集合中的內預測方向或由該等內預測方向組成。
此外，在圖19之實例中，視訊寫碼器可判定用於明度區塊之內預測方向(402)。用於明度區塊之內預測方向係在內預測方向之第二集合中。舉例而言，用於明度區塊之內預測方向可在廣角內預測方向之集合中。
在視訊寫碼器為視訊編碼器200之實例中，視訊編碼器200可在添加廣角內預測方向之集合至內預測方向之第二集合之後自內預測方向的第二集合選擇用於明度區塊的內預測方向。舉例而言，視訊編碼器200可對內預測方向之第二集合中的內預測方向中之兩者或大於兩者執行速率-失真分析以判定用於明度區塊之內預測方向。在視訊寫碼器為視訊解碼器300之實例中，視訊解碼器300可判定由所發信預測資訊語法元素指示之內預測模式。內預測模式對應於用於明度區塊之內預測方向。
另外，在圖19中，視訊寫碼器判定用於色度區塊之內預測方向(404)。該明度區塊與該色度區塊共置於該圖像中。此外，該色度區塊相較於該明度區塊具有一不同寬度/高度比。根據本發明之技術，用於色度區塊之內預測方向被保證具有用於明度區塊之內預測方向。換言之，無關於用於明度區塊之內預測方向，用於色度區塊之內預測方向與用於明度區塊之內預測方向相同。以此方式，視訊寫碼器可判定用於色度區塊之內預測方向，使得用於色度區塊之內預測與用於明度區塊之內預測方向相同。此與用於明度區塊之內預測方向不可供用作色度區塊之內預測方向的情形截然相反，此係因為基於色度區塊之大小選擇廣角內預測方向之集合(例如如圖9A及圖9B在之實例中所展示)。
如圖19中所展示，視訊寫碼器可使用用於明度區塊之內預測方向以產生用於明度區塊之預測區塊(406)。同樣，視訊寫碼器可使用用於色度區塊之內預測方向以產生用於色度區塊之預測區塊(408)。視訊寫碼器可使用用於明度及色度區塊之內預測方向以產生用於明度及色度區塊之預測區塊，如本發明中在其他地方所描述。舉例而言，視訊寫碼器可藉由基於內預測模式識別預測區塊之樣本的參考位置而產生預測區塊。視訊寫碼器可判定參考位置之值且可將預測區塊之樣本設定成經判定值。
此外，視訊寫碼器可基於用於明度區塊之預測區塊寫碼明度區塊(410)。視訊寫碼器亦可基於用於色度區塊之預測區塊寫碼色度區塊(412)。在視訊寫碼器為視訊編碼器200之實例中，視訊編碼器200可基於用於明度區塊之預測區塊編碼明度區塊且視訊編碼器200可基於用於色度區塊之預測區塊編碼色度區塊。舉例而言，視訊編碼器200之殘餘產生單元204可基於明度區塊及用於明度區塊之預測區塊的樣本產生用於明度區塊之殘餘資料。類似地，視訊編碼器200之殘餘產生單元204可基於色度區塊及用於色度區塊之預測區塊的樣本產生用於色度區塊之殘餘資料。
在視訊寫碼器為視訊解碼器300之實例中，視訊解碼器300可基於用於明度區塊之預測區塊解碼明度區塊且視訊解碼器300可基於用於色度區塊之預測區塊解碼色度區塊。舉例而言，視訊解碼器300之重建構單元310可基於用於明度區塊之預測區塊及用於明度區塊之殘餘資料重建構明度區塊。類似地，視訊解碼器300之重建構單元310可基於用於色度區塊之預測區塊及用於色度區塊之殘餘資料重建構色度區塊。
圖20為說明根據本發明之一或多種技術的視訊寫碼器之實例操作的流程圖。圖20之實例操作可由視訊編碼器200或視訊解碼器300執行。在一些實例中，視訊編碼器200之內預測單元226或視訊解碼器300之內預測單元318可執行圖21之動作450至452。
在圖20之實例中，作為預測當前區塊之部分，視訊寫碼器可基於第一色彩分量與第二色彩分量之內預測角度之間的映射判定用於第二色彩分量之內預測模式(450)。視訊寫碼器可根據在本發明中其他地方提供的實例中之任一者來判定映射。
此外，在圖20之實例中，視訊寫碼器可基於內預測模式產生用於當前區塊之第二色彩分量的預測區塊(452)。舉例而言，視訊寫碼器可藉由基於內預測模式識別用於第二色彩分量之預測區塊之樣本的參考位置而產生預測區塊。視訊寫碼器可判定參考位置之值且可將用於第二色彩分量之預測區塊之樣本設定為經判定值。
視訊寫碼器接著可基於預測區塊寫碼當前區塊(454)。舉例而言，在視訊寫碼器為視訊編碼器200之實例中，作為編碼當前區塊之部分，視訊編碼器200 (例如視訊編碼器200之殘餘產生單元204)可產生指示當前區塊之第二色彩分量的樣本與當前區塊之第二色彩分量之預測區塊的對應樣本之間的差異之殘餘資料。作為解碼當前區塊之部分，視訊解碼器300 (例如重建構單元310)可藉由將殘餘樣本添加至用於當前區塊之第二色彩分量的預測區塊之對應樣本而重建構當前區塊之第二色彩分量。
圖21為說明根據本發明之一或多種技術的視訊寫碼器之實例操作的流程圖。圖21之實例操作可由視訊編碼器200或視訊解碼器300執行。在一些實例中，視訊編碼器200之內預測單元226或視訊解碼器300之內預測單元318可執行圖21之動作500至506。
在圖21之實例中，視訊寫碼器可判定用於以YUV 4:2:2色度取樣格式格式化的視訊資料之圖像的當前區塊之當前樣本的參考樣本之集合(500)。舉例而言，視訊寫碼器可以上文關於圖13之實例所描述的方式判定參考樣本之集合。舉例而言，當前樣本的參考樣本之集合可包括頂部樣本、左上方樣本及左側樣本中之一或多者。頂部樣本係在上方相鄰區塊中在當前樣本正上方，左上方樣本係在當前區塊之左上方樣本的左上方，且左側樣本係在左側相鄰區塊中在當前樣本的正左側。
另外，在圖21之實例中，視訊寫碼器可判定用於參考樣本之權重(502)。根據本發明之技術，視訊寫碼器可基於樣本位置距離而非像素數目差來判定用於參考樣本之權重。當當前區塊為以YUV 4:2:2色度取樣格式格式化之圖像中之色度區塊時樣本位置距離可不同於像素數目差，此係因為樣本位置距離對並不存在於色度區塊中的明度樣本之位置進行計數。因此，在圖13之實例中，因為圖像係以YUV 4:2:2色度取樣格式來格式化且每隔一個色度樣本在水平方向上按YUV 4:2:2色度取樣格式跳過，因此作為判定用於參考樣本之權重的部分，視訊寫碼器可將以參考樣本之像素之數目計的水平距離乘以2。因為色度樣本並不在垂直方向上按YUV 4:2:2色度取樣格式跳過，因此視訊寫碼器不將自當前樣本至參考樣本的以像素之數目計的垂直距離乘以2。視訊寫碼器可將用於參考樣本之權重判定為自當前樣本至參考樣本的水平及垂直樣本位置距離的總和除以自當前樣本至參考樣本中之每一者的水平及垂直樣本位置距離的總和。
視訊寫碼器可基於權重計算參考樣本之加權平均值(504)。視訊解碼器接著可將參考樣本之加權平均值包括在當前區塊之預測性區塊中(506)。視訊寫碼器可基於預測區塊寫碼當前區塊(508)。舉例而言，視訊編碼器200 (例如視訊編碼器200之殘餘產生單元204)可產生指示當前區塊之樣本與預測區塊之對應樣本之間的差異之殘餘資料。為基於預測區塊寫碼當前區塊，視訊解碼器300 (例如視訊解碼器300之重建構單元310)可藉由添加殘餘資料至預測區塊之對應樣本而重建構當前區塊。
以下段落包括根據本發明之一或多種技術的實例之列舉非限制性清單。
實例1.   一種寫碼視訊資料的方法，該方法包含：基於一導出所源自的區塊大小判定廣角內預測方向之一集合，該導出所源自的區塊大小為用於該視訊資料之一當前區塊的一第一色彩分量之一區塊大小；使用廣角內預測方向之該集合中的一廣角內預測方向以產生用於該視訊資料項該當前區塊發一第二色彩分量的一預測區塊，該第二色彩分量不同於該第一色彩分量；及基於該預測區塊寫碼該當前區塊。
實例2.   一種寫碼視訊資料的方法，該方法包含：基於正用於該當前區塊之一第二色彩分量的該視訊資料之一當前區塊的一第一色彩分量之一內模式資訊，基於該第一色彩分量與該第二色彩分量之內預測角度之間的一映射，判定一內預測模式；該第二色彩分量不同於該第一色彩分量；基於該內預測模式產生用於該當前區塊之該第二色彩分量的一預測區塊；及基於該預測區塊寫碼該當前區塊。
實例3.   如實例2之方法，其中該第一色彩分量包含一明度色彩分量，且該第二色彩分量為一色度色彩分量。
實例4.   如實例2至3中任一項之方法，其中：該第一色彩分量為一導出所源自的色彩分量且該第二色彩分量為一導出成的色彩分量，判定該內預測模式包含：基於該導出成的分量及該導出所源自的分量並不具有可能內預測方向之同一集合，藉由基於第一色彩分量與第二色彩分量之間的一水平取樣頻率比及第一色彩分量與第二色彩分量之間的一垂直取樣頻率比按比例調整該導出所源自的分量之內預測角度將該導出所源自的分量之每一內預測方向映射至導出成的分量。
實例5.   一種寫碼視訊資料之方法，該方法包含：判定用於以YUV 4:2:2模式格式化的該視訊資料之一當前區塊的一當前樣本之參考樣本之一集合；判定用於該等參考樣本之權重，其中判定用於該等參考樣本之該等權重包含將以一參考樣本之像素的數目計的一水平距離乘以2；基於該等權重計算該等參考樣本之一加權平均值；將該等參考樣本之該加權平均值包括於該當前區塊之一預測性區塊中；及基於該預測區塊寫碼該當前區塊。
實例6.   如實例1至5中任一項之方法，其中寫碼包含解碼。
實例7.   如實例1至5中任一項之方法，其中寫碼包含編碼。
實例8.   一種用於寫碼視訊資料之器件，該器件包含用於執行實例1至5中任一項之方法的一或多個構件。
實例9.   如實例8之器件，其中該一或多個構件包含實施於電路中之一或多個處理器。
實例10. 如實例8及9中任一項之器件，其進一步包含儲存該視訊資料的一記憶體。
實例11. 如實例8至10中任一項之器件，其進一步包含經組態以顯示經解碼視訊資料的一顯示器。
實例12. 如實例8至11中任一項之器件，其中該器件包含一攝影機、一電腦、一行動器件、一廣播接收器器件或一機上盒中之一或多者。
實例13. 如實例8至12中任一項之器件，其中該器件包含一視訊解碼器。
實例14. 如實例8至13中任一項之器件，其中該器件包含一視訊編碼器。
實例15. 一種電腦可讀儲存媒體，其上儲存有指令，該等指令在經執行時使一或多個處理器執行如實例1至5中任一項之方法。
實例16. 一種用於編碼視訊資料之器件，該器件包含用於執行如實例1至5中任一項之方法的構件。
應認識到，取決於實例，本文中所描述之技術中之任一者的某些動作或事件可以不同序列被執行、可被添加、合併或完全省去(例如，並非所有所描述動作或事件為實踐該等技術所必要)。此外，在某些實例中，可例如經由多執行緒處理、中斷處理或多個處理器同時而非順序執行動作或事件。
在一或多個實例中，所描述功能可以硬體、軟體、韌體或其任何組合來實施。若以軟體實施，則該等功能可作為一或多個指令或程式碼而儲存於電腦可讀媒體上或經由電腦可讀媒體傳輸，且由基於硬體之處理單元執行。電腦可讀媒體可包括電腦可讀儲存媒體(其對應於諸如資料儲存媒體之有形媒體)或通信媒體(其包括(例如)根據通信協定促進電腦程式自一處傳送至另一處的任何媒體)。以此方式，電腦可讀媒體大體可對應於(1)為非暫時性的有形電腦可讀儲存媒體，或(2)諸如信號或載波之通信媒體。資料儲存媒體可為可由一或多個電腦或一或多個處理器存取以擷取指令、程式碼及/或資料結構以用於實施本發明所描述之技術的任何可用媒體。電腦程式產品可包括電腦可讀媒體。
藉由實例而非限制，此等電腦可讀儲存媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存器件、快閃記憶體或可用於儲存呈指令或資料結構形式之所要程式碼且可由電腦存取的任何其他媒體。而且，任何連接被恰當地稱為電腦可讀媒體。舉例而言，若使用同軸纜線、光纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或無線技術(諸如紅外線、無線電及微波)自網站、伺服器或其他遠端源傳輸指令，則同軸纜線、光纜、雙絞線、DSL或無線技術(諸如紅外線、無線電及微波)包括於媒體之定義中。然而，應理解，電腦可讀儲存媒體及資料儲存媒體不包括連接、載波、信號或其他暫時性媒體，而針對非暫時性有形儲存媒體。如本文中所使用，磁碟及光碟包括緊密光碟(CD)、雷射光碟、光學光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟性磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再生資料，而光碟用雷射以光學方式再生資料。以上各物之組合亦應包括於電腦可讀媒體之範疇內。
指令可由一或多個處理器執行，該一或多個處理器諸如一或多個數位信號處理器(DSP)、通用微處理器、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他等效的整合或離散邏輯電路。因此，如本文中所使用之術語「處理器」及「處理電路」可指上述結構或適用於實施本文中所描述之技術之任何其他結構中的任一者。另外，在一些態樣中，本文所描述之功能性可經提供於經組態以供編碼及解碼或併入於經組合編解碼器中之專用硬體及/或軟體模組內。又，可在一或多個電路或邏輯元件中充分實施該等技術。
本發明之技術可實施於多種器件或裝置中，包括無線手機、積體電路(IC)或IC集合(例如晶片組)。在本發明中描述各種組件、模組或單元以強調經組態以執行所揭示技術之器件的功能態樣，但未必要求由不同硬體單元來實現。確切地說，如上文所描述，可將各種單元組合於編解碼器硬體單元中，或藉由互操作性硬體單元(包括如上文所描述之一或多個處理器)之集合與適合之軟體及/或韌體一起組合來提供該等單元。
各種實例已予以描述。此等及其他實例在以下申請專利範圍之範疇內。
66:內預測模式 66':內預測模式 100:實例視訊編碼及解碼系統 102:源器件 104:視訊源 106:記憶體 108:輸出介面 110:電腦可讀媒體 112:儲存器件 114:檔案伺服器 116:目的地器件 118:顯示器件 120:記憶體 122:輸入介面 126:水平距離 128:垂直距離 130:四分樹二進位樹(QTBT)結構 132:寫碼樹單元(CTU) 140:像素 142A:頂部參考樣本 142B:左側參考樣本 142C:左上方參考樣本 150:正方形明度區塊 152:共置色度區塊 153:方向 200:視訊編碼器 202:模式選擇單元 204:殘餘產生單元 206:變換處理單元 208:量化單元 210:反量化單元 212:反變換處理單元 214:重建構單元 216:濾波器單元 218:經解碼圖像緩衝器(DPB) 220:熵編碼單元 222:運動估計單元 224:運動補償單元 226:內預測單元 230:視訊資料記憶體 300:視訊解碼器 302:熵解碼單元 304:預測處理單元 306:反量化單元 308:反變換處理單元 310:重建構單元 312:濾波器單元 314:經解碼圖像緩衝器(DPB) 316:運動補償單元 318:內預測單元 320:經寫碼圖像緩衝器(CPB)記憶體 350:動作 352:動作 354:動作 356:動作 358:動作 360:動作 370:動作 372:動作 374:動作 376:動作 378:動作 380:動作 400:動作 402:動作 404:動作 406:動作 408:動作 410:動作 412:動作 450:動作 452:動作 454:動作 500:動作 502:動作 504:動作 506:動作 508:動作
圖1為說明可執行本發明之技術之實例視訊編碼及解碼系統的方塊圖。
圖2為說明實例內預測模式之概念圖。
圖3為說明內預測方向2之實例的概念圖。
圖4為說明內預測方向10之實例的概念圖。
圖5為展示如通用視訊寫碼(VVC)中所定義的intraPredAngle之圖表。
圖6為說明廣角內預測之實例的概念圖。
圖7為說明位置相依內預測組合(PDPC)之實例的概念圖。
圖8為說明實例4:2:2色度取樣格式之概念圖。
圖9A及圖9B為說明實例正方形明度區塊及該明度區塊之共置色度區塊的內方向之概念圖。
圖10為說明基於用於4:2:2之明度區塊大小判定內預測角度之實例的概念圖。
圖11A及圖11B為說明明度內角度至色度內角度之實例映射的概念圖。
圖12為說明明度內角度至色度內角度之實例映射的概念圖。
圖13為說明像素距離及樣本位置距離之實例的概念圖。
圖14A及圖14B為說明實例四分樹二進位樹(QTBT)結構及對應寫碼樹單元(CTU)之概念圖。
圖15為說明可執行本發明之技術之實例視訊編碼器的方塊圖。
圖16為說明可執行本發明之技術的實例視訊解碼器的方塊圖。
圖17為說明用於編碼當前區塊之實例方法的流程圖。
圖18為說明用於解碼當前視訊資料區塊的實例方法之流程圖。
圖19為說明根據本發明之一或多種技術的視訊寫碼器之實例操作的流程圖。
圖20為說明根據本發明之一或多種技術的視訊寫碼器之實例操作的流程圖。
圖21為說明根據本發明之一或多種技術的視訊寫碼器之實例操作的流程圖。
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Claims (24)

  1. 一種寫碼視訊資料之方法，該方法包含： 基於具有一YUV 4:2:2色度取樣格式之一圖像的一明度區塊之一大小選擇廣角內預測方向之一集合； 判定用於該明度區塊之一內預測方向，其中用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中； 判定用於一色度區塊之一內預測方向，其中： 該明度區塊與該色度區塊共置於該圖像中， 該色度區塊相較於該明度區塊具有一不同寬度/高度比，且 用於該色度區塊之該內預測方向被保證具有用於該明度區塊之該內預測方向； 使用用於該明度區塊之該內預測方向以產生用於該明度區塊之一預測區塊； 使用用於該色度區塊之該內預測方向以產生用於該色度區塊之一預測區塊； 基於用於該明度區塊之該預測區塊寫碼該明度區塊；及 基於用於該色度區塊之該預測區塊寫碼該色度區塊。
  2. 如請求項1之方法，其中選擇廣角內預測方向之該集合包含： 基於該明度區塊之該大小判定內預測方向之一第一集合； 自內預測方向之一第二集合移除內預測方向之該第一集合，其中內預測方向之該第二集合範圍介於45度至-135度；及 添加廣角內預測方向之該集合至內預測方向之該第二集合，其中該等廣角內預測方向利用內預測方向之該第一集合的模式索引。
  3. 如請求項2之方法，其中： 寫碼該色度區塊包含編碼該色度區塊， 該方法進一步包含在添加廣角內預測方向之該集合至內預測方向之該第二集合之後自內預測方向之該第二集合選擇用於該明度區塊之該內預測方向；且 判定用於該色度區塊之該內預測方向包含判定用於該色度區塊之該內預測方向，使得用於該色度區塊之該內預測方向與用於該明度區塊之該內預測方向相同。
  4. 如請求項1之方法，其中判定用於該明度區塊之該內預測方向包含判定由預測資訊語法元素指示之一內預測模式，其中該內預測模式對應於用於該明度區塊之該內預測方向。
  5. 如請求項1之方法，其中廣角內預測方向之該集合包括超出45度或超出-135度之一或多個內預測方向。
  6. 如請求項1之方法，其中選擇用於該色度區塊之廣角內預測方向之該集合包含通用視訊寫碼(VVC)之一程序以基於一導出所源自的區塊大小判定廣角內預測方向之該集合。
  7. 如請求項1之方法，其中： 寫碼該明度區塊包含基於用於該明度區塊之該預測區塊解碼該明度區塊，且 寫碼該色度區塊包含基於用於該色度區塊之該預測區塊解碼該色度區塊。
  8. 如請求項7之方法，其中： 基於用於該明度區塊之該預測區塊解碼該明度區塊包含基於用於該明度區塊之該預測區塊及用於該明度區塊之殘餘資料重建構該明度區塊，且 基於用於該色度區塊之該預測區塊解碼該色度區塊包含基於用於該色度區塊之該預測區塊及用於該色度區塊之殘餘資料重建構該色度區塊。
  9. 如請求項1之方法，其中： 寫碼該明度區塊包含基於用於該明度區塊之該預測區塊編碼該明度區塊，且 寫碼該色度區塊包含基於用於該色度區塊之該預測區塊編碼該色度區塊。
  10. 如請求項9之方法，其中： 編碼該明度區塊包含基於該明度區塊及用於該明度區塊之該預測區塊的樣本產生用於該明度區塊之殘餘資料，且 編碼該色度區塊包含基於該色度區塊及用於該色度區塊之該預測區塊的樣本產生用於該色度區塊之殘餘資料。
  11. 一種用於寫碼視訊資料之器件，該器件包含： 一記憶體，其用以儲存該視訊資料；及 一或多個處理器，其實施於電路中，其中該一或多個處理器經組態以： 基於具有一YUV 4:2:2色度取樣格式之一圖像的一明度區塊之一大小選擇廣角內預測方向之一集合； 判定用於該明度區塊之一內預測方向，其中用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中； 判定用於一色度區塊之一內預測方向，其中： 該明度區塊與該色度區塊共置於該圖像中， 該色度區塊相較於該明度區塊具有一不同寬度/高度比，且 用於該色度區塊之該內預測方向被保證具有用於該明度區塊之該內預測方向； 使用用於該明度區塊之該內預測方向以產生用於該明度區塊之一預測區塊； 使用用於該色度區塊之該內預測方向以產生用於該色度區塊之一預測區塊； 基於用於該明度區塊之該預測區塊寫碼該明度區塊；及 基於用於該色度區塊之該預測區塊寫碼該色度區塊。
  12. 如請求項11之器件，其中為選擇廣角內預測方向之該集合，該一或多個處理器經組態以： 基於該明度區塊之該大小判定內預測方向之一第一集合； 自內預測方向之一第二集合移除內預測方向之該第一集合，其中內預測方向之該第二集合範圍介於45度至-135度；及 添加廣角內預測方向之該集合至內預測方向之該第二集合，其中該等廣角內預測方向利用內預測方向之該第一集合的模式索引。
  13. 如請求項12之器件，其中： 該一或多個處理器經進一步組態以在添加廣角內預測方向之該集合至內預測方向之該第二集合之後自內預測方向的該第二集合選擇用於該明度區塊之該內預測方向；且 為判定用於該色度區塊之該內預測方向，該一或多個處理器經組態以判定用於該色度區塊之該內預測方向，使得用於該色度區塊之該內預測方向與用於該明度區塊之該內預測方向相同。
  14. 如請求項11之器件，其中為判定用於該明度區塊之該內預測方向，該一或多個處理器判定由預測資訊語法元素指示之一內預測模式，其中該內預測模式對應於用於該明度區塊之該內預測方向。
  15. 如請求項11之器件，其中廣角內預測方向之該集合包括超出45度或超出-135度之一或多個內預測方向。
  16. 如請求項11之器件，其中該一或多個處理器執行通用視訊寫碼(VVC)之一程序以基於導出所源自的區塊大小判定廣角內預測方向之該集合。
  17. 如請求項11之器件，其中： 該一或多個處理器基於用於該明度區塊之該預測區塊解碼該明度區塊，且 該一或多個處理器基於用於該色度區塊之該預測區塊解碼該色度區塊。
  18. 如請求項17之器件，其中： 為基於用於該明度區塊之該預測區塊解碼該明度區塊，該一或多個處理器經組態以基於用於該明度區塊之該預測區塊及用於該明度區塊之殘餘資料重建構該明度區塊，且 為基於用於該色度區塊之該預測區塊解碼該色度區塊，該一或多個處理器經組態以基於用於該色度區塊之該預測區塊及用於該色度區塊之殘餘資料重建構該色度區塊。
  19. 如請求項11之器件，其中： 該一或多個處理器經組態以基於用於該明度區塊之該預測區塊編碼該明度區塊，且 該一或多個處理器經組態以基於用於該色度區塊之該預測區塊編碼該色度區塊。
  20. 如請求項19之器件，其中： 為編碼該明度區塊，該一或多個處理器經組態以基於該明度區塊及用於該明度區塊之該預測區塊的樣本產生用於該明度區塊之殘餘資料，且 為編碼該色度區塊，該一或多個處理器經組態以基於該色度區塊及用於該色度區塊之該預測區塊的樣本產生用於該色度區塊之殘餘資料。
  21. 如請求項11之器件，其進一步包含經組態以顯示經解碼視訊資料之一顯示器。
  22. 如請求項11之器件，其中該器件包含以下各者中之一或多者：一攝影機、一電腦、一行動器件、一廣播接收器器件或一機上盒。
  23. 一種用於寫碼視訊資料之器件，該器件包含： 用於基於具有一YUV 4:2:2色度取樣格式之一圖像的一明度區塊之一大小選擇廣角內預測方向之一集合的構件； 用於判定用於該明度區塊之一內預測方向的構件，其中用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中； 用於判定用於一色度區塊之一內預測方向的構件，其中： 該明度區塊與該色度區塊共置於該圖像中， 該色度區塊相較於該明度區塊具有一不同寬度/高度比，且 用於該色度區塊之該內預測方向被保證具有用於該明度區塊之該內預測方向； 用於使用用於該明度區塊之該內預測方向以產生用於該明度區塊之一預測區塊的構件； 用於使用用於該色度區塊之該內預測方向以產生用於該色度區塊之一預測區塊的構件； 用於基於用於該明度區塊之該預測區塊寫碼該明度區塊的構件；及 用於基於用於該色度區塊之該預測區塊寫碼該色度區塊的構件。
  24. 一種電腦可讀儲存媒體，其上儲存有指令，該等指令在經執行時使一或多個處理器進行以下操作： 基於具有一YUV 4:2:2色度取樣格式之一圖像的一明度區塊之一大小選擇廣角內預測方向之一集合； 判定用於該明度區塊之一內預測方向，其中用於該明度區塊之該內預測方向係在廣角內預測方向之該集合中； 判定用於一色度區塊之一內預測方向，其中： 該明度區塊與該色度區塊共置於該圖像中， 該色度區塊相較於該明度區塊具有一不同寬度/高度比， 用於該色度區塊之該內預測方向被保證具有用於該明度區塊之該內預測方向； 使用用於該明度區塊之該內預測方向以產生用於該明度區塊之一預測區塊； 使用用於該色度區塊之該內預測方向以產生用於該色度區塊之一預測區塊； 基於用於該明度區塊之該預測區塊寫碼該明度區塊；及 基於用於該色度區塊之該預測區塊寫碼該色度區塊。
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